Eötvös Loránd Tudományegyetem,

Természettudományi Kar

Atomfizika Tanszék

MAGYARORSZÁGI SZUPERCELLÁK

TRAJEKTÓRIA ELEMZÉSE ÉS STATISZTIKAI

VIZSGÁLATA

Diplomamunka

Készítette:

NAGY MÁRK Biológia-Környezettan szakos hallgató

Témavezetı:

Dr. Horváth Ákos, fizikus, egyetemi docens

1

Tartalomjegyzék

BEVEZETÉS.............................................................................................................. 2

1. MAGYARORSZÁG ÉGHAJLATA, A VIZSGÁLT FOLYAMATOK...................... 4

1.1. Éghajlati jellemzık.…………………….………………………………….. 4

1.2. Vizsgált folyamatok léptéke (Orlanski-féle skálabeosztás)………….... 4

1.3. A dolgozatban elıforduló fontosabb fogalmak definíciói ……….…..... 7

2. SZUPERCELLÁK KUTATÁSI KÉRDÉSEINEK ÁTTEKINTÉSE……………...... 10

2.1. Zivatarok kialakulásának elmélet háttere…………….……………….... 10

2.2. Szupercellák………………………………………………………………. 18

3. TRAJEKTÓRIA ELEMZÉS ÉS STATISZTIKAI VIZSGÁLAT…………………… 23

3.1. Kritérium rendszer………………………………………………………… 23

3.2. A szupercellák beazonosítása …………..……………………………… 23

3.3. A kapott statisztikai eredmények, vizsgálati módszerek……………… 25

4. ZIVATAROK MEGFIGYELÉSÉNEK, ELİRE JELEZHETİSÉGÉNEK

LEHETİSÉGEI, AVAGY VIHARVADÁSZAT MAGYARORSZÁGON……………. 37

4.1 Helyszín kiválasztásának folyamata a modellek (GFS, WRF)

segítségével, tapasztalati tényezı…………………………………………… 37

4.2. Helyszín kiválasztásának folyamata…………………………………… 43

5. ESETTANULMÁNYOK, SZUPERCELLÁK MEGFIGYELÉSE, A LÁTOTT

JELENSÉGEK AZONOSÍTÁSA SAJÁT FELVÉTELEKEN……………………….. 44

6. SZAKMÓDSZERTANI FEJEZET…………………………………………………… 60

6.1. Az extrém idıjárási események - alternatív módszerekkel

történı megfigyelése -, és a CO2 szint emelkedésének globális

problémaköre közötti összefüggések feltárása, az ember szerepe……… 63

6.2. Gyorsított felvételek alkalmazása az oktatásban……………………… 64

6.3. Tanítási tapasztalatok, óravázlatok, NAT-i megfeleltetés……………. 65

6.4. Légköri folyamatok megfigyelése terepgyakorlaton, erdei iskolában. 70

ÖSSZEFOGLALÁS……………………………………………………………………… 73

MELLÉKLET............................................................................................................ 74

FELHASZNÁLT IRODALOM.................................................................................... 78

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS…………………………………………………………….. 80

2

Bevezetés

Az ısidıktıl kezdve rejtélyek, népi hiedelmek, babonák kapcsolódnak

idıjárásunkhoz. Isten haragja: egy jel, mi iránymutatás - gondolták régen a tapasztalt

jelenségekrıl. Sokan féltek is, Istenükhöz fohászkodtak, csak ı reájuk ne sújtson le a

vihar, mikor hazatérnek a tengerrıl. A villámok is szinte minden kultúrában

szimbolikus jelentıséggel bírtak; a pogány ısi közösségek felsıbb hatalmak

figyelmeztetéseként, a görög mitológiában Zeusz fegyvereként jelentek meg, sok

példát találhatunk.

Az idıjárás a történelem során az emberi fejlıdés fontos indikátora volt,

mely újabb és újabb eszközök és folyamatok megértését követelte, hogy az ember

képes legyen függetleníteni magát az idıjárás viszontagságaitól. Ennek elsı és talán

egyik legontosabb mérföldköve kétségtelenül maga a tőz használata, ırzése, mely

régen külön feladat volt a közösségen belül. Mikor az emberiség valószínősíthetıen

elhagyta az afrikai kontinenst, északabbi területeket hódított meg, a tőz a hideg elleni

védekezés szempontjából is létfontosságú volt. A viharok, az orkán erejő szél ellen

védett barlangokba, hasadékokba húzódtak. Ahogy az idı elıre haladtával elıdeink

mezıgazdasági mővelésbe fogtak, egyre több gondot okozott, ha az idı nem a

megszokottként viselkedett, a jégverés, az aszály, a villám árvizek, a szélsıséges

mennyiségő csapadék, szélviharok régen is sok fejtörést okoztak. A komoly károkat

okozó jelenségekkel ugyan nem tudtak mit kezdeni, de megtettek mindent, ami az

adott korban lehetséges volt. Híres, a mai napig csodálatra méltó öntözı

rendszereket építettek ki, melynek elemei ezer évvel létrehozásuk után is

fellelhetıek. Említhetjük a rómaiak vízvezeték rendszerét, de egyes régészeti

kutatások tanúsága szerint már az idıszámításunk elıtti 6. évezredben öntöztek

Mezopotámia, Egyiptom és Irán területén.

Híres tengeri csaták eldöntıje sok esetben nem a felek harci felkészültsége,

technikai eszközeinek hiánya, hanem egy vihar volt, mely a háborgó tenger mélyére

taszította a flottát, elpusztítva ezzel a hadsereg jelentıs részét. A számtalan példa

közül említhetnénk a perzsa hajóhad pusztulását Kr. e. 492-ben Athosz-hegyfok

alatt, ezzel Eritrea és Athén is megmenekült akkor a perzsa uralom alól. Egy tájfun

1281-ben és sok kisebb vihar Kublaj kán Japán ellen vezetett mongol hajóhadát

tépázta meg, így a japánok megmenekültek a mongol megszállás alól. A japánok

3

történelmében igen fontos esemény ez, mely most is meghatározza életüket, 1281-

es tájfun volt a „kamikadze” vagyis isteni szél, mely megvédte otthonukat. Így az

idıjárás a történelmünk formálásában is jelentıs szerepet játszott.

Ma elmondhatjuk, várható idıjárásunk alakulása fontos stratégiai és

gazdasági döntéseket, logisztikai kérdéseket, fejlesztési irányvonalakat határoz meg,

vagy akár szabadidıs programjaink, nyaralásunk kiválasztásának idıpontját.

Ha végigutazunk a képzeletbeli idıfonalon és rendre végigvesszük az

idıjáráshoz kapcsolódó események végtelen sokaságát, nem meglepı, hogy a

légkörünket kutató tudomány külön ággá fejlıdött, a jelenségek mélyebb

megértésésének igénye, a folyamatok megismerése, az okok feltárása

szükségszerővé vált az idıjárási eseményektıl való függetlenedés harcában a

modern korú ember számára.

Különösen nyaranta hallunk sokat különféle heves, extrémnek nevezett

idıjárási eseményekrıl, árvizekrıl, villám árvizekrıl, nagy területen pusztító

jégesıkrıl, szélviharokról, tornádókról, melyek óriási károkat okoznak közvetlenül is;

például a mezıgazdaságban, lakó övezetekben, de említhetnénk közvetett károkat is

a turizmusban.

Legtöbbünknek meghatározó, életre szóló élményt jelentenek a viharok és

kísérı jelenségeik. A kavargó zöldeskék felhıfoszlányok, már-már képtelen

színekben tündöklı felhı örvények, dühöngı szélrohamok, fülsüketítı, robbanó,

recsegı dörgések, az ablakon pattogó jégszemek félelmet keltı hangja. Feltekintünk

az égre, látjuk ezeket a jelenségeket, sokunkban felmerülhet a kérdés, vajon miért

alakulnak ki és miért pont akkor? Ezen folyamatok megértéséhez a meteorológia

tudományát kell segítségül hívnunk.

Munkám fı célja a Magyarországon elıforduló nagy energiájú légköri

folyamatok illetve a hozzájuk kapcsolódó kísérı jelenségek megfigyelése és a

dokumentált események természettudományos magyarázata különösképpen az

extrém viharokat, a szupercellákat a középpontba állítva.

4

1. MAGYARORSZÁG ÉGHAJLATA, A VIZSGÁLT FOLYAMATOK LÉPTÉKE,

DEFINÍCIÓK

1.1. Éghajlati jellemzık

Magyarország idıjárása viszonylag kis kiterjedése és alacsony tengerszint

feletti átlagmagassága ellenére igen változatos. Mérsékelt övben fekszik, Trewartha

osztályozásában (Bailey (1998)). hővös éghajlati övben, kontinentális éghajlat alá

tartozik, hosszabb meleg évszakkal. A részletesebb vizsgálódás után kijelenthetı, az

ország idıjárását mediterrán és óceáni hatások is befolyásolják, de bizonyos

mértékben orografikus tényezık is kimutathatóak. Négy jól elkülönülı évszak

jellemzi, nagy éves hımérséklet-ingadozással, közepes csapadék ellátottsággal,

aminek évszakos eloszlása és mennyiségi változékonysága jellemzı. Hazánk

összességében a nedves és a száraz éghajlatú területek közötti átmenetet

reprezentálja. Az éghajlat típusa és az ország topográfiai elhelyezkedése miatt igen

szélsıségesnek nevezhetı jelenségekkel is találkozhatunk. Télen sokszor

elıfordulnak nagy kiterjedéső intenzív havazások, ónos esık, tavasztól ıszig pedig –

fıként a májustól-júliusig terjedı idıszakban – igen gyakoriak a heves zivatarok,

zivatarrendszerek, melyek kísérı jelenségei lehetnek viharos kifutószelek, jégesık,

extrém esetben tornádók.

1.2. A vizsgált folyamatok léptéke:

Az általam vizsgált képzıdmények a mezometeorológia tárgykörébe tartoznak,

ezen a skálán a folyamatok általános jellemzıi a következık:

- a horizontális kiterjedés nagyságrendileg összemérhetı a vertikálissal (3D

szerkezet),

- a hımérsékleti mezı függıleges instabilitása miatt jönnek létre, jellemzıek

bennük a vertikális feláramlások,

- gyors fejlıdés, néhány órás élettartam jellemzı rájuk,

- általában megfigyelhetı a függıleges vagy ferde tengely körüli szimmetria,

- a Coriolis-erı elhanyagolható, ezen a skálán nem veszik figyelembe.

5

Globális Szinoptikus Mezo Mikro

horizontális mérettartomány (m) 107 106 104-105 10-2-102

vertikális mérettartomány (m) 104 104 104 10-2-102

élettartam (s) 106-109 105-106 103-105 10-1-102

horizontális sebesség (m/s) 10-50 10-30 10-20 1-5

vertikális sebesség (m/s) 10-2 10-2 10-2-1 10-2-10-1

horizontális nyomás fluktuáció (hPa) 20-50 10-30 1-3 10-3-10-1

1.1. táblázat: A skálák nagyságrendi összehasonlítása (Práger (1982))

A mezoskála a mikro- és szinoptikus skála között helyezkedik el (lásd 1.1.

táblázat), a horizontális kiterjedésen és a nyomás fluktuáción kívül ezen a skálán

kiemelendı a vertikális sebesség nagyságrendje is, mely késıbb még fontos lesz a

vizsgálatok során. A skálák közötti nagyságrendi különbségeket az 1.1. ábra

szemlélteti.

1.1. ábra: Különbözı skálájú örvények szél és légnyomás mezejét ábrázoló

sematikus rajzok. (Forrás: Fujita(1981))

6

Az alább található Orlansky-féle osztályozás, mely segítségével a különbözı

nagyságrendő folyamatokat tudjuk egymástól elkülöníteni. A vizsgálatok tárgyát

képezı szupercella ezen beosztás szerint a mezo skálán értelmezett, egészen

pontosan a Mezo-γ kategóriába tarozik. A Sc más által kidolgozott osztályozási

rendszerekben is a „mezo” nagyságrendbe esik; így a mezometeorológia általános,

fent leírt tulajdonságai érvényesek rá.

Orlanski-féle skálabeosztás (Orlanski (1975)):

Makro skála:

- Makro-α (L>10000 km): az egész hemiszféra, klíma jellemzése (pl.: álló

hullámok, légköri árapály jelenség).

- Makro-β (10000 km>L> 2000 km): szinoptikus skála (baroklin hullámok,

ciklonok, anticiklonok).

Mezo skála:

- Mezo-α (2000 km> L> 200 km): frontok, trópusi ciklonok, hurrikánok.

- Mezo-β (200 km>L>20 km): legfontosabb mezoszinoptikai rész, ide tartoznak:

éjszakai alacsonyszintő jet streamek, zivatarrendszerek, belsı gravitációs

hullámok, felhıutak, orografikus hullámok.

- Mezo-γ (20 km>L>2 km): egyedi zivatarok (SC), felhımentes turbulencia,

városhatás.

Mikro skála:

- Mikro-α (2km>L>200m): tornádók, áthatoló konvekció, gravitációs

rövidhullámok.

- Mikro-β (200m>L>20m): forgó száraztölcsérek, termikek, Kármán-örvények.

- Mkro-γ (20m>L): füstfáklya, turbulencia, érdesség.

7

1.3. A dolgozatban elıforduló fontosabb fogalmak definíciói:

Ciklon: szinoptikus skálájú, alacsonynyomású képzıdmény. Egy vagy több

zárt izobárral rendelkezı légköri örvény, melynek középpontjában legalacsonyabb a

légnyomás, benne a lokális vertikális körüli rotáció a földforgással megegyezı, az

északi féltekén az óramutató járásával ellentétes.

Anticiklon: szinoptikus skálájú, magasnyomású képzıdmény. Egy vagy több

zárt izobárral rendelkezı légköri képzıdmény, melynek középpontjában a

legmagasabb a légnyomás, benne a lokális vertikális körüli rotáció a földforgással

ellentétes, az északi féltekén az óramutató járásával megegyezı.

Front: két különbözı termodinamikai tulajdonságú, legtöbbször különbözı

hımérséklető légtömeg közötti határfelület, választófelület vagy átmeneti zóna,

amelyben felszálló légáramlás van.

Jet stream (sugár/futóáramlás): az erıs szelek viszonylag keskeny sávja,

amely a felsı vagy alsó troposzférában közel vízszintes tengely mentén központosul,

erıs függıleges és vízszintes szélnyírás jellemzi, és egy vagy több szélmaximumot

mutat. Általában néhány ezer km hosszú, több száz km széles és néhány km vastag.

A talajközeli szintekben is elıfordulhat, ilyenkor alacsonyszintő hetrıl beszélünk, ez

általában gyengébb és méreteiben is kisebb, mint a magas szintekben lévı társa. A

jet stream által okozott erıs szélnyírás elısegíti a dolgozatban vizsgált szupercellák

kialakulását.

1.3.1. Zivatarok:

- Rövid élető, egyedi cellák (légtömegen belüli zivatarok): nagy részük

konvektív eredető, általában elszórtan helyezkednek el. Legtöbbször a besugárzástól

felhevült földfelszín felett szoktak keletkezni a nappali órákban, ezért hızivataroknak

is szokták ıket hívni. Általában csak rövid ideig tartanak és nem terjednek ki nagy

területre, és annak a rétegnek a közepes szelével mozognak, amelyekben

elhelyezkednek.

8

- Multicellás zivatarok: az elıbb említett rövid élető cellatípusok

csoportosulásaként lehet ıket elképzelni. Kialakulásukhoz a környezet közepesen

erıs vertikális szélnyírására van szükség. A cella alól kifutó hideg levegı a környezet

szélnyírása miatt újabb cellákat tud kialakítani, így a rendszer akár órákig is aktív

lehet.

- Szupercellás zivatarok: nagy vertikális szélnyírás esetén alakulnak ki, a

magasban erısebben fújó szél a Cb-ben egyik hatásként növeli a feláramlást,

másrészt a szélnyírás az oka annak, hogy zivatartömb forgó mozgást tud végezni.

1.3.3. Zivatarok lehetséges kísérı jelenségei:

- Tuba: (felhıtölcsér, tornádófelhı) járulékos felhıképzımény, oszlop vagy

kúp alakú felhıalapból nyúlik lefelé. Intenzív légörvény, amely a benne létrejövı

kondenzáció révén válik láthatóvá. Cumulonimbus és ritkábban cumulus felhıkkel jár

együtt.

- Tromba: az a jelenség, amikor a tuba vagy felhıtölcsér, amely kezdetben

csak zsák alakú kiemelkedés a felhı alján, leér a földfelszínre, s ott szárazföld felett

port, vízfelszín felett vizet szív föl. Mindkét jelenség ugyanaz, de külön nevük is van:

porvihar, portölcsér, illetve víztölcsér. Magassága néhányszor 10 és 1000 m,

átmérıje néhány méter és 1-2 km lehet. Keletkezése tehát határozottan a magasabb

légrétegekben végbemenı folyamatok következménye, a magasból lenyúló

légörvény hozza létre. Ily módon tornádó is keletkezhet, ennek azonban mérete és

pusztítóereje nagyobb. Megkülönböztetendık az így keletkezı trombáktól a kis

porforgatagok és forgószelek, amelyek keletkezésük módjában és méreteikben is

különböznek a trombáktól, de a jelenség hasonlósága miatt gyakran ezeket is

trombáknak nevezik. A trombák kialakulásuk helyi körülményeitıl függıen jobbra és

balra is foroghatnak.

- Tornádó: legtöbbször szupercellákhoz kapcsolódó, - de erıs hidegfrontok

kísérı jelenségeként is elıforduló, nem mezociklonális eredető – hevesen forgó

légoszlop. Az örvény belsejében erıs spirálisan csavarodó felszálló légmozgást

9

találunk, ott a légnyomás a környezethez képest rendkívül alacsony. Az örvény

kondenzációs tölcsér formájában jelenik meg, de az is elıfordul, hogy a felszínrıl

felkavarodó por és törmelék festi meg a tölcsért. A pusztító erejő szél sebessége

nem mérhetı, csak romboló hatásából következtetnek (Fujita skála: Fujita(1981)).

Haladása a szél sebességéhez lassú, 3-15 m/s, élettartama 1-2 óra is lehet.

Leggyakrabban az USA-ban és Ausztráliában fordul elı, de minden kontinensen

elıfordulhat.

10

2. SZUPERCELLÁK KUTATÁSI KÉRDÉSEINEK ÁTTEKINTÉSE

2.1. Zivatarok kialakulásának elméleti háttere

Az instabil légrétegzıdés miatt kialakuló, heves feláramlásokkal és

elektromos kisüléssel járó légköri folyamatot zivatarnak nevezzük. Magyarországon

minden évszakban elıfordulhatnak, de 95%-uk a nyári félévben alakul ki, ezen belül

júniusban a leggyakoribbak. Az egy pontra vonatkoztatott zivatarok átlagos száma

évente 28-33 db, hegyvidékeken – orografikus okok miatt – némileg nagyobb,

síkvidéken kisebb számban fordulnak elı (Magyarország éghajlati atlasza (2003)).

Napi eloszlásuk sem egyenletes, a legtöbb zivatar délután 2 és este 7 óra között jön

létre. Ez az eloszlás a napsugárzás idıbeli eloszlásával mutat korrelációt, délutánra

az erıteljes besugárzás hatására sok energia halmozódik fel a légkörben, mely

egyéb tényezık rendelkezésre állása esetén heves zivatarok kialakulását segítheti

elı. A zivatarokban jelen lévı, igen jelentıs akár 5 m/s feletti (egyes esetekben akár

30-40 m/s-ot is elérı) feláramlási sebesség lehetıvé teszi gyors kialakulásukat,

egyes esetekben a feláramló részecskék áttörhetik a tropopauzát és behatolhatnak a

sztratoszférába is, így extrém esetben akár 14-16 km magas cellák is

elıfordulhatnak hazánkban (Dr. Geresdi István (2007)).

A zivatarok kialakulásához a légkörben a következı paramétereknek kell

rendelkezésre állniuk:

• nagy területen – mind horizontálisan, mind vertikálisan – kiterjedt,

nagy nedvességtartalmú levegı vagy nedvesség advekció,

• a troposzférát alkotó levegı jelentıs részének instabilitása, nedves

labilis rétegzıdése,

• valamilyen folyamat, amely a levegıt emelkedésre kényszeríti.

A zivatarokat kialakulásuk oka, illetve léptéke miatt két fı csoportba

sorolhatjuk:

• konvektív cellák (mezoléptékő folyamatok),

• frontális zivatarok.

11

Konvektív cellák esetében a zivatar kialakulását lokális hatások triggerelik.

Ez lehet orografikus emelés, kiterjedt nedvesség konvergencia zóna, nagy albedójú

terület, esetleg a környezetétıl eltérı besugárzást kapott terület. Kiterjedésük kisebb

a frontális zivatarokénál, ahol a légtömeg emelését maga a hideg levegı

beékelıdése okozza a meleg nedves levegı alá. Minden típusnál hasonló

folyamatokkal találkozunk, a különbség a léptékben és az emelı hatás okaiban

keresendı. Természetesen a frontális zivatarokat is elıidézik, elısegítik lokális

hatások, így ezek kombináltan is elıfordulhatnak.

Ahhoz, hogy a zivatar képzıdésének komplex elméleti hátterét megértsük,

alapvetı fizikai és a kémia törvényszerőségeket kell tanulmányoznunk. A légkörben

zajló jelenségek megértéséhez rendkívül fontos ismernünk a felhajtóerı miatt

létrejövı ún. adiabatikus állapotváltozásokat.

Adiabatikus állapotváltozásról akkor beszélhetünk, ha a tökéletes gáz

állapotváltozása a környezettıl termikusan elszigetelt térben megy végbe, vagy nincs

idı a hı cserélıdésre, tehát nincs energiaáramlás ( DQ=0).

Adiabatikus kompresszió esetén a

rendszeren végzett munka teljesen a

belsı energiát növeli (tehát a rendszer

felmelegszik), míg adiabatikus

expanzió során a rendszer a külsı

nyomóerıkkel szembeni munkát a

belsı energia csökkenése árán végzi

(a rendszer ebben az esetben tehát

lehől).

Az adiabatikus állapotváltozás törvénye (Götz, Rákóczi (1981)):

p ·V κ = állandó.

Két állapot között tehát

p1· V1 κ =p2 ·V2

κ ,

ahol a κ az adiabatikus állapotváltozási kitevı (fajhı viszony), az állandó nyomáson

vett fajhı (cp) és az állandó térfogaton vett fajhı (cv) hányadosa, κ = cp/cv.

A V kitevıje κ > 1, a p-V diagram az izotermánál meredekebb hiperbola (lásd 2.1.

.

2.1. ábra: Az adiabatikus állapotváltozás (Forrás: Wikipedia)

12

ábra). (A meteorológiában elsısorban fel- és leáramlások esetében beszélhetünk

ilyen változásokról).

Tehát elméletben a vizsgált rendszer, jelen esetben (légrész) és a

környezete között nincs hıcsere az adott idı alatt zajló folyamat során. Egy

állapotváltozás jó közelítéssel akkor adiabatikus, ha olyan gyors, hogy számottevı

hı felvételére vagy leadására nincsen idı. Mivel a meteorológiai folyamatok

viszonylag lassúak, kis mértékben mindig fellép hıcsere, illetve hısugárzás is a

határfelületen, ezért a valóságban ún. politropikus állapotváltozásokról beszélünk:

p ·Vn = állandó, vagyis p1 ·V1n = p2 ·V2

n,

ahol az n politropikus kitevı, értéke κ és l közé esik, a V kitevıje n= (1<n< κ), a p-V

diagram az izoterma és az adiabata között futó hiperbola. Az adiabatikus változás

tehát a politrop állapotváltozás speciális esete.

Egyszerő hétköznapi példánál maradva adiabatikus folyamatnak tekinthetjük

a következıt: amikor egy patront kinyitunk, a benne lévı gáz kitódul, a hirtelen

nyomáscsökkenés következtében energiát veszít, vagyis nagyobb területen oszlik el,

ennek következményeként a kitáguló gáz és a patron fém felülete is lehől. Talán

mindenkinek van emléke a kezéhez fagyó, tapadó patronról. Vagy említhetnénk a

pumpálás közben felmelegedı kerékpár kereket is. A hımérséklet változását

mindkét esetben a rendszer hirtelen nyomásváltozása okozta, nem pedig a

környezetbıl származó hı, illetve energia. Meteorológiai példánál maradva: a

feláramlás határán kialakuló keveredés és emiatt erıteljesebb hőlés miatt alakulnak

a jellegzetes, karfiol alakú felhık is. Ez összességében azonban nem jelentıs,

némileg gyengíti a konvekciót, ezáltal magát a zivatart is.

Egy adott légtömeg hımérséklete is változhat adiabatikusan, ebben az

esetben elkülönítünk száraz (Υsz) és nedves (Υn) adiabatikus hımérsékleti gradienst.

Tehát a légtömeg emelkedése vagy süllyedése a légtömeg térfogatának változását,

és így a hımérsékletét is módosíthatja. Elméleti számítások alapján az emelkedı,

telítetlen (száraz) légtömeg hımérséklete jó közelítéssel 100 méterenként 1°C-kal

csökken tágulása miatt, illetve emelkedik süllyedése, összenyomódása esetén (Götz,

Rákóczi (1981)). A nedves levegıé 0,4°C - 0,9°C-kal változik (a látens hı miatt), attól

függıen, hogy magas vagy alacsony hımérsékleten következik be a kondenzáció.

Magas hımérsékleten a nagy nedvességtartalom következtében alacsony, alacsony

hımérsékleten az elhanyagolható nedvesség miatt magas érték közelíti a telítetlen

13

vagy száraz levegı adiabatikus gradiensét. A lokális, adott helyszínre vonatkozó

hımérsékleti gradiens és a száraz vagy nedves adiabatikus gradiens viszonya

alapvetı fontosságú a légkörben aktuálisan jelen lévı labilitási viszonyok

megismeréséhez, valamint magához a felhı- és zivatarképzıdéshez.

Ysz = 1°C / 100 m

Yn = 0,4 - 0,9°C / 100 m

Y= lokális T grad.

Ha Yn<Y labilis légrétegzıdésrıl, ha Yn=Y indifferens állapotról, ha Yn>Y

stabil légrétegzıdésrıl beszélünk.

Egy légrészecske útját az ún. adiabata lapok (emagram, tefigram,

stüvegram) segítségével követhetjük nyomon. A termodinamikai diagramokról ezen

kívül leolvashatjuk a hımérsékleti-, a nedvességi- és szélprofilt; és ami a

szupercellák szempontjából a legfontosabb: megvizsgálhatjuk a labilitási viszonyokat

is: meghatározhatjuk akár a felhıalap magasságát, akár a légkör kinetikus energiáját

is (lásd 2.2. ábra).

2.2. ábra: Az emagram bemutatása (Reisz, 2008)

14

A konvektív folyamatok kialakításában a hidrosztatikai instabilitás játszik

fontos szerepet. Akkor beszélünk hidrosztatikai instabilitásról, ha a hidrosztatikai

egyensúlyban lévı légkörben egy légrészecskét vertikális irányban kimozdítva a

fellépı felhajtóerı a részecskét a perturbációs elmozdulással megegyezı irányban

gyorsítja. Ezt az állapotot az ún. stabilitási indexek segítségével akár egyetlen szám

segítségével is leírhatjuk (lásd 2.1. táblázat), ha a termodinamika diagramokról

leolvassuk a különbözı magassági szintek adatait.

� Show−−−−Walter−−−−féle stabilitási index (SSI): 500500 'TTSSI −= T500: a léghımérséklet az 500 hPa−−−−os szinten

T’500: az a hımérséklet, amit a részecske felvesz, ha a 850 hPa-os

szintrıl az emelési kondenzációs szintig száraz adiabatikusan,

majd onnan az 500 hPa−−−−os szintig nedves adiabatikusan emeljük

SSI > 0°°°°C →→→→ nem valószínő zivatar

SSI ≤ −−−− 6°°°°C →→→→ intenzív zivatar, akár tornádó is kialakulhat

� Lifted (emelési) index: 500500 *TTLI −=

T*500: mint T’500, de az elırejelzett Tmax−−−−ból indul a görbe a talajról, vagyis az 500 hPa-on a hımérséklet- különbség, ha a talajról indítják a részecskét Ez a szám a nappali konvekciót jobban jellemzi.

−−−− 2°°°°C < LI < 0°°°°C →→→→ triggerhatás szükséges a zivatarok kialakulásához

LI ≤ −−−− 5°°°°C →→→→ erıs zivatar valószínő

� K−−−−index: )TdTd()TT(K 700850500850 −+−=

Zivatar kialakulásának valószínősége: K < 15 →→→→ 0%

30 < K < 35 →→→→ 60−−−−80%

2.1. táblázat: A konvektív folyamatok leírását segítı stabilitási indexek (Forrás:

www.szupercella.hu)

Szintén a termodinamikai diagramok segítségével számítható ki a konvektív

hasznosítható potenciális energia (CAPE), mely az az energiamennyiség, mely a

konvekció számára gyakorlatilag rendelkezésre áll. A CAPE közvetlenül aránylik a

feláramlás maximális lehetséges sebességével, ezáltal a nagyobb értékei nagyobb

valószínőséggel okozhatnak veszélyes idıjárási jelenségeket. A CAPE a

15

rádiószondás felszállás alapján elkészített termodinamikai diagramokon arányos a

környezet hımérséklet profilja és az emelkedı légrész hımérséklet profilja által

bezárt területtel, amikor a légrész hımérséklete az egyes szinteken nagyobb

környezetének hımérsékleténél. Ezt a 2.3. ábrán narancssárgával jelölt részt pozitív

területnek nevezzük.

Zivatarok környezetében

értéke körülbelül 1000-2000 J/kg,

de nagyon ritkán, extrém

esetekben akár 5000 J/kg fölötti

értékek is elıfordulhatnak, de a

zivatarok elırejelzésekor

mindenképpen figyelembe kell

venni a nedvességi viszonyokat,

és egyéb paramétereket is. A légköri jelenségek

könnyebb megértése végett a

termodinamikai diagramokon

végigkövethetjük tehát egy

légrészecske útját, így egyfajta

utazás során vehetjük végig a

különbözı léptékő és energiájú folyamatokat.

Egy meleg nyári napon, június

derekán a földfelszínt közel

merılegesen érı napsugárzás hatására

a talaj nem egyenletesen melegszik fel

a különbözı albedójú felületek miatt.

Így a talaj közelében a környezeténél

kisebb sőrőségő levegı a felhajtóerı

miatt emelkedni kezd. Az emelkedı

légtömeg pótlására a feláramlás melletti

légtömeg süllyedni kezd, mely száraz

adiabatikus folyamat lévén inverziót hoz

2.3. ábra: A CAPE meghatározása a

termodinamikai diagram segítségével

(Forrás: http://www.szupercella.hu)

2.4. ábra: A termikus konvekció

(Forrás: PPL kézikönyv)

16

létre a határréteg fölött, ezzel meggátolva a szomszédos szintén emelkedni próbáló

levegıt, ahogy az a 2.4. ábrán is látszik. Így tulajdonképpen feláramlási gócpontok

jönnek létre. A kondenzáció, vagyis a felhıképzıdés abban a magasságban jön létre

ahol az emelkedı légrész telítetté válik. Amíg a légrész emelkedés során a

harmatpontjáig hől, addig megközelítıleg száraz adiabatikusan hől a levegı.

A kondenzációs szint jelentısen függ az emelkedı légrész kezdeti

telítettségétıl, a környezet hımérsékleti rétegzıdésétıl, valamint a kondenzációs

magvak mennyiségétıl és minıségének jellemzıitıl. Jégfelhık esetén már 70-80%-

os relatív nedvesség is elegendı a kicsapódáshoz, mivel a jég felszínére

vonatkoztatott telítési gıznyomás alacsonyabb lesz.

Miután az emelkedı légrész elérte a kondenzációs szintet (CCL - cumulus

condensation level), már nem a száraz adiabata mentén hől tovább, mivel a

kondenzáció látens hı felszabadulásával jár. A folyamat melegíti az emelkedı

légrészt, extra energiát kap belsı forrásból. Amennyiben a környezet hımérsékleti

gradiensénél meredekebb az emelkedı légrész hımérsékleti gradiense, vagyis 100

méterenként kevesebbet hől, akkor a környezeténél melegebb, kisebb sőrőségő lesz,

továbbra is emelkedni fog mindaddig, míg a környezete nem lesz melegebb.

2.5. ábra: A cumulus felhı kialakulása (Forrás: PPL kézikönyv)

Ez látszik a 2.5. ábrán is. Ha a környezet a nedves adiabatánál melegebb, a

kondenzációból „nyert” energia már kevés a légrész főtéséhez, megszőnik a

feláramlás és maga a kondenzációs folyamat; egy záró réteg képzıdik, mely

akadályozza a feláramlást. Mindaddig, míg ez a réteg nem hől le, a zivatarok

17

kialakulásukban gátolva vannak. Persze elıfordulhat – ha korábban nagyon heves

volt a feláramlás –, hogy annyi kinetikus energiára tett szert az emelkedı légrész,

hogy túl tud jutni azon a szinten, ahol már hidegebb a nedves adiabata gradiensébıl

következı hımérsékletnél a környezet, így a folyamat tovább tart. Amint egyenlı lesz

a légrész és a környezet hımérséklete (EL - kiegyenlítési szint) a pozitív felhajtóerı

megszőnik. A felhalmozódott kinetikus energia miatt egy ideig még emelkedik a

légrész, túlhalad a kiegyenlítési szinten, ekkor a felhıtetı már hidegebb lesz a

környezeténél. Ez az erıs zivataroknál, legfıképp a szupercelláknál igen jól

megfigyelhetı jelenség, melyet az azonosításnál is kiválóan fel lehet használni. Az

infravörös mőholdképeken (lásd 2.6. ábra) is szépen kirajzolódik a jelenség, melyet a

szakirodalom overshooting top.néven, azaz túlnyúló tetıként emleget (Levizzani,

Setvák (1996)).

2.6. ábra: Az overshooting top megjelenése a mőholdképeken (Forrás: sat24)

18

2.2. Szupercellák

A szupercellák (továbbiakban

SC-k), bizonyos értelemben a

zivatarok királyának tekinthetı, igen

speciális légköri viszonyok között

kialakuló, átlagosan 10 km átmérıjő

légnyomás depressziók, avagy

miniatőr ciklonok, melyek a

mérsékeltövi ciklonokhoz hasonlóan

frontokkal is rendelkeznek (lásd 2.7.

ábra). A bennük lezajló folyamatok és

hosszú élettartamuk miatt rendkívül

heves idıjárási események – orkán

erısségő szélrohamok, nagymérető

(akár 5 cm-t meghaladó) jég, szélsıséges estben tornádó (Doswell, Burgess (1993))

– köthetıek hozzájuk. Talán a legszembetőnıbb különbség a már említett hosszú

életcikluson túl a rendszer rotáló mozgása (lásd. 2.8. ábra), mely számos új

tulajdonsággal ruházza fel a fejlıdı SC-t.

Kialakulásuk alapfeltétele a zivatarképzıdésnél korábban leírtakon felül a

megfelelı nagyságú horizontális és/vagy vertikális szélnyírás, ami a különbözı

irányba és sebességgel mozgó légtömegek egymáshoz képesti viszonyából fakad. .

.

2.8. ábra: A szupercellák áramlási

rendszere (Forrás: BBC)

2. 9. ábra: A feláramlás miatt kialakuló

vertikális örvényesség (Forrás:

http://www.szupercella.hu)

.

2.7. ábra: A klasszikus szupercellák

felülnézeti, tematikus rajza (Forrás:

http://weather-wareshouse.com)

19

A szél sebességének magassággal történı növekedése tehát erısítheti a

konvekciót, erıs magassági szél esetén a zivatarok viselkedése leginkább a

kéményekéhez hasonlítható: minél erısebb a magasban a szél, annál jobban húz a

kémény. A felhıalapba a beáramlás alacsonyabb sebességgel történik, míg a

magasban uralkodó viharos széllel távozik a felhıbıl a levegı: ez a feláramlási

csatornában gyorsulást okoz.

Horizontális szélnyírás esetén a két légtömeg nagyjából egy síkban, ám eltérı

sebességgel mozog (akár bizonyos szöget is bezárhatnak egymáshoz képest); a

vertikális szélnyírást pedig a különbözı magasságokban mozgó légtömegek közötti

irány- és sebességkülönbségek okozzák.

A vertikális szélnyírás és a feláramlás kölcsönhatásának következményeként

középszinten örvények keletkezhetnek. A feláramló meleg nedves levegı, mint egy

növekvı buborék megváltoztatja a légrétegek áramlási struktúráját. A vertikális

szélnyírás miatt alacsony és magas szinten egymással ellentétes vagy nagy

irányvektor különbséggel mozgó légtömegek mozgásiránya az intenzív feláramlás

következtében elferdül, így az addigi irányra merıleges, függıleges tengelyő

örvények indukálódhatnak, ahogy az a 2.9. ábrán is látható (Weisman, Rotunno

(2000)). A forgó mozgásból eredıen tulajdonképpen spirálszerő feláramlások

jöhetnek létre a rendszerben. A forgó mozgás keltette centripetális és a zivatarfelhı

belsejében lévı alacsony nyomás miatt létrejövı nyomási gradiens erı egyensúlyba

kerül, ez eredményezi, hogy a szupercellák akár több órán keresztül is képesek

életben maradni.

Horizontális szélnyírás is létrehozhat forgó zivatarfelhıt, ugyanis ha egy

konvergencia vonal két oldala között kellıen nagy a horizontális szélnyírás, akkor a

feláramló levegı pótlására a talaj közelében összeáramló levegıben, az impulzus

momentum megmaradása értelmében rendkívül nagy lesz az örvényesség

(hasonlóan ahhoz, mint amikor a korcsolyázó kezeit behúzva gyors forgásba kezd).

A valóságban általában a két szélnyírás kombinációjáról beszélhetünk, együttesen

fejtik ki hatásukat.

Ha a hodográf (szélnyírási vektorok egymáshoz képesti vertikális profilja)

egyenes – mint ahogyan az 2.10. ábrán feltüntetett helyzetben látható – jellemzıen

két ilyen vertikális örvényességi zóna jön létre, melyek ez esetben egyenrangúnak

20

tekinthetıek. Így a fejlıdési folyamat során kettéváló – már – szupercellák

fennmaradhatnak. Erre a ritka esetre példa a 2.11. ábrán látható helyzet, ahol

mindkét ágon életképes maradt a szupercella. Ebben az esetben az egyik cella

jobbra, tehát az óramutató járásával megegyezı, a másik balra az óramutató

járásával ellentétes irányba forog, míg az elıbbi az alapáramláshoz képest balra téri

ki addig az utóbbi jobbra.

.

2.10. ábra: Szupercellák fejlıdése

egyenes hodográf esetén (Forrás:

Weisman, Klemp, Ray, Ed (1986))

2.11. ábra: Példa arra, amikor mindkét

cella életképes marad: 2010.06.14.

Jobbra vagy balra forduló szélnyírási vektorok esetén az egyik oldali

örvénynek nem kedvez a szélnyírás, így az a legtöbb esetben elhal. Amennyiben ez

a konkrét szétválás elıtt történik, csak abból vesszük észre, hogy a cella iránya kis

mértékben megváltozik, jobbra fordul. Az északi féltekén jellemzıen jobbra forduló

hodográfokkal találkozunk, így Magyarországon is, emiatt a balra forgó, de az

alapáramlástól jobbra kitérı szupercellák jellemzıek (lásd 2.12. ábra).

21

Kedvezı feltételek esetén

tehát csökken a környezı levegı

bekeveredése a feláramló

légtömegbe (próbáljunk meg egy

gyorsan forgó körhintára felmászni,

ha nem értjük pontosan a jelenség

okát). A bekeverıdés csökkenése

miatt a vízszintes légtömeg

súrlódása csökken a feláramló

levegıével, valamint a hőtı hatása

is kisebb; hiszen nagyobb lesz a

felhajtóerı, így nagymértékben

megnövekedhet a feláramlás

sebessége.

Ez a felhıtetı maximális magasságán is megmutatkozik, mely hazánkban –

ahogyan már korábban is említettem – extrém esetben 14-16 km-es magasságot is

elérhet, túlnyúlva ezzel az üllın, benyomulva a sztratoszféra alsó légrétegeibe. A

túlnyúlt tetıt (overshooting top) a cella által okozott, olykor nagymérető jégesıvel

sújtott területek fölött helyezkedik el. A spirális feláramlás egy másik következménye,

hogy a feláramló levegı utánpótlása legnagyobb mértékben alulról történik, egyfajta

gigantikus égbıl alá nyúló porszívóként. A szélnyírás miatt kialakuló forgás

következtében a hidegfronton egyfajta örvény keletkezik, majd a hidegfront két része

– mint egy olló két ága – záródáskor közelít egymáshoz, a meleg nedves levegınek

egyre kevesebb helyett hagyva ezzel a beáramláshoz. Kifejlett SC esetében a

feláramlás nagyon kis területre

koncentrálódik, mintha egy forgó

búgócsiga csúcsán történne. A

tornádó a szupercella falfelhıjén

belül, a frontok okkludálódásának

területén történik, ahol a feláramlás

már szinte egy ponton történik.

Kifejlett stádiumban, amikor

az elırenyomuló front már egyre

.

2.12. ábra: Szupercellák fejlıdése jobbra forduló hodográf esetén (Forrás: Weisman,

Klemp, Ray, Ed (1986))

2.13. ábra: A kampós visszhang megjelenése (Forrás: Brandes (1978))

22

inkább beszőkíti a melegszektort, bizonyos esetekben a radarképen is

felfedezhetünk egy jellegzetes, ún. hook echot (kampós visszhangot, lásd 2.13.

ábra), ami a kvázi „feltekeredett” csapadékzónának a képe (Brandes (1978),

Markowski et al. (2002)).

Összefoglalva tehát, a szupercellát a következıképp lehetne jellemezni:

→ egyetlen, hosszú élettartamú zivatarcella, mely akár órákig is fennmaradhat,

→ mezociklont tartalmaz, benne forgó feláramlás uralkodik, frontális jellegő struktúrát

rajzol ki, hiszen benne a mérsékeltövi ciklonokhoz hasonlóan alacsony a légnyomás,

→ heves események (nagy mérető jég, viharos kifutószél, tornádó) kapcsolódhatnak

hozzá, erıs pusztításokat tud végezni,

→ erıs szélnyírás és nagy labilitás együttes fennállása szükséges a kialakulásához.

23

3. TRAJEKTÓRIA ELEMZÉS ÉS STATISZTIKAI VIZSGÁLAT

A szupercellák radarképen történı beazonosítása, a kritériumrendszer, analízis

3.1. A kritériumrendszer

Szupercellának tekintettem saját tapasztalataim és a szakirodalomban

leírtak alapján (Doswell (1993); Polyanski-Horváth (2007)), minden legalább 75

percig fennálló, a radarkép sorozatot megfigyelve rotáló mozgást végzı, az

alapáramláshoz képest – általában az óramutató járásával megegyezı irányba –

eltérı vektorú mozgást végezı konvektív rendszereket.

3.2. A szupercellák beazonosítása

A vizsgálathoz az Országos Meteorológiai Szolgálat mindenki számára

szabadon elérhetı, 2009-es és 2010-es évi országos kompozit radarképeit, valamint

az Idıkép.hu MDS-62R típusú radarjának rendelkezésre álló nagyfelbontású

felvételeit használtam fel. Az azonosítások során figyelembe vettem továbbá a

Metnet.hu, a Szupercella.hu és az Idıkép.hu rendelkezésre álló képtári felvételeit,

leírásait is.

A több mint 70 000 radarkép közül a következı módszerrel válogattam ki a

szupercella gyanús képzıdményeket. A téli félévben ritkább mintavételezés volt

indokolt, így 8 óránként tekintettem meg egy radarképet, így haladtam mindaddig,

míg csapadék reflektivitás nem volt felfedezhetı. Ha találtam említésre méltó,

konvektivitásra utaló folyamatot, sőrőbbre – 6 illetve 4 órára – vettem a mintavételt,

egészen az esemény kibontakozásáig visszamenıleg. Természetesen, ha

komolyabb cellák látszottak a mintavételezés alkalmával akár egyenként is

megvizsgáltam az adott cella életét láttató képek sorozatát. A nyári félévben az alap

mintavételt 3 órában határoztam meg, hiszen a zivatarszezon jelentıs része erre a

félévre esik. A szupercellák kizárólag olyan környezetben tudnak kialakulni,

leginkább életképesek maradni, ahol sokáig, nagy területen és zivatarok

kialakulásához igen kedvezı idıjárási paraméterek állnak fent. Kialakulásukat

általában egycellás vagy multicellás zivatarok elızik meg, egyébként is rendkívül

ritka, hogy egy SC ne fronthoz vagy front elıtti instabilitási vonalhoz kötıdjön; ezek a

folyamatok pedig 12-36 órás intervallumot is felölelhetnek. Így 3 óránál rövidebb

idıintervallum semmiképpen nem volt indokolt az alap mintavételhez.

24

A leírt módszer és kritériumrendszer figyelembe vételével, a különbözı

meteorológiai oldalak egyéb információit is felhasználva 2009-ben 22, 2010-ben

pedig 41 szupercellát sikerült azonosítani. A vizsgálat során derült fény arra, hogy

ismeretlen számú, kisebb, az általános kritériumokat nem kielégítı SC kezdemény

létezik. Ezeket viharvadászatokon viharvadászok, vagy nemes egyszerőséggel

észlelık otthonukból dokumentálták. Struktúrájuk, szervezettségük alapján SC-nak

tekinthetıek, hiszen a jól ismert felhıalakzatok, jellegzetes képzıdmények

megfigyelhetıek rajtuk (a 3.1. ábra erre mutat egy példát). Fennállásuk és a

radarképen mutatott képük alapján nem azonosíthatóak, de a dokumentumként

szolgáló fotók alapján ilyen esetekben SC-ról beszélhetünk.

3.1. ábra: 2010. július 30. 17:00. A kritériumokat nem kielégítı szupercella

kezdemény a radarképen, illetve a róla készült fotó (Forrás: OMSZ, szupercella.hu

(Anarki))

Ezek a rendszerek valószínősíthetıen az ún. LP (low precipitation) SC-ák

közül kerülnek ki, kialakulásukat követıen azonban vélhetıen a környezeti feltételek

kedvezıtlenné válnak, így összeomlanak. Szigorúan véve a kritérium rendszert nem

tekinthetıek SC-nak, hiszen definícióként azokat a konvektív rendszereket tekintjük

SC-nak, amik legalább 75 percig fennállnak, erıs reflektivitást mutatnak, önálló,

rotáló mozgást végeznek. Ha a kritérium rendszert változtattam volna meg,

lehetetlenné vált volna az azonosítás. Így inkább azt mondhatjuk, hogy a klasszikus

HP (high precipitation), intenzív csapadékot adó SC-ák azonosíthatóak a radarképek

25

alapján, de nem szabad elfeledkeznünk ezekrıl a nagyon rövid élető, tulajdonképpen

szintén szupercelláknak nevezhetı esetekrıl sem.

A két év átlagát tekintve 30 db jól azonosítható SC-ról beszélhetünk, ez

egybevág egy korábbi egyéves vizsgálattal, ahol szintén 30 körüli cellát

azonosítottak (Horváth (2007)). Ez az elemzés májustól-szeptemberig tartó idıszakot

ölelt fel.

3.3. A kapott statisztikai eredmények, vizsgálati módszerek

Terület

Felvetıdött bennem a

kérdés, hogy vajon mekkora

területek és milyen gyakran voltak

SC-ák által érintettek. Az analízis

alapját képezı SC-at ezért a

radarképek egymást követı soraiból

kivágtam, layereket képeztem

belılük, és kronológiai sorrendben

egymásra halmoztam ıket. Így egy

olyan virtuális képet kaptam (lásd

3.2. ábra), mely egyszerre ábrázolja

az idısíkokat, ezáltal az adott SC teljes életútja és pályája megmutatkozik elıttünk.

Ezekbıl a kompozit életút- és pályaelemzésekbıl kiderült, hogy a legtöbb SC alakja

körhöz hasonló alakú, megkönnyítve ezzel a területtel kapcsolatos számításokat. A

kérdés továbbra is az volt számomra, miként fogom kiszámolni, hogy egy cella

mekkora területet érinthetett fennállása alatt.

A 63 SC radarképeit tanulmányozva az is kiderült, hogy a kezdeti és

végstádiumban növekszik és csökken jelentısen a SC területe, valamint, hogy a

pályája magához képest a legtöbb esetben gyakorlatilag egyenes. Ha veszek egy

átlagos mérető, kör alakúnak idealizált cellát, ismerem az átlagos elmozdulási

sebességét és fennállási idejét, ki tudom számolni az érintett terület nagyságát. A

fennállási idıtartamot ismertem (lásd 3.3.1. fejezet), így a sebességet a megtett

útszakaszok/idık ismeretében már ki tudtam számítani. A cellák átlagos mérete

3.2. ábra: Trajektória elemzés módszerének

illusztrációja

26

okozott némi fejtörést, itt a következı módszert használtam. A SC-ák 3.2. ábrán

látható életút radarkép sorozataiból cellánként kiemeltem egyet, az életciklusa

közepén: ez látható a 3.3. ábrán. A cellákat nagyság szerint rendeztem, majd

elkezdtem egy középpont köré, hagymahéj szerően sorakoztatni ıket. A kialakult

alakzat köré egy kört illesztettem, a kilógó részeket a cellák körüli üres részekbe

helyeztem. Így kaptam egy kört, ami már könnyen számítások alapját képezhette,

csak azt kellett tudnom, hogy mekkora is ez a kör. Ehhez a Google Earth1-öt hívtam

segítségül. Az eredeti OMSZ kompozit radarképen és a Google Földben

beazonosítható referencia pontokat kerestem, hogy számolni tudjak. Miután

létrehoztam az ismert hosszúságú szakaszt, már könnyő volt kört illeszteni köré és

számolni.

3.3. ábra: A 2009-es SC-ák átlag méretének meghatározási módszere.

A 2009-es szupercellák összesített területe 6359 km2-nek adódott. Így

ebben az évben a SC-ák átlagos mérete 289 km2-re becsülhetı; ami egy 9,59 km

sugarú körnek felel meg. Összehasonlítás céljából, ugyanebbıl a térképbıl

kiszerkesztettem Budapest körvonalait is. Budapest 525 km2, így egy átlagos cella

kicsit nagyobb területre terjedt ki életciklusa közepén, mint fıvárosunk. Érdemes

megemlíteni, hogy elég nagy a szórás, ennek konkrét vizsgálatát nem végeztem el.

1 Google Earth: egy ingyenes számítógépes program, ami virtuális földgömbként használható. Benne

a Föld háromdimenziós modelljére mértékhelyes mőholdképek, légi felvételek, térinformatikai adatok vannak vetítve.

27

3.4. ábra: 2010-es SC-ák átlagos méretének meghatározási módszere.

Ugyan ezt a módszert alkalmazva 2010-ben 233 km2 lett a cellák átlagos

területe (3.4. ábra). Ez hasonló érték, mint az azt megelızı évben; míg a két év

átlaga 260 km2.

Így rendelkezésünkre áll az összes adat ahhoz, hogy kiszámoljuk, mekkora

területet érint egy átlagos mérető cella, átlagos és állandó haladási sebességgel,

átlagos idejő fennállása alatt, ha tökéletes körnek vesszük a méretét és feltételezzük,

hogy azt az életciklusa alatt nem változtatja.

A fentebb leírt egyszerősítések miatt nagyon egyszerő alakzatok

területszámításaival eljuthatunk a megoldáshoz (3.5. ábra).

3.5. ábra: A területszámítás alapját képezı alakzatok

Tehát egy kör alakú cella mozdul el állandó sebességgel, ismert ideig. Így a

fenti képen látható területet érinti útja során. A kör sugara nem más, mint az átlag

mérető 260 km2 cellából visszaszámolt sugár.

28

r = √(260/π) = 9.11 km

b = 2*r=18.22 km

a = b*v*t = 2*r*v*t = 18 km * (39km/h * 3.2 h) = 2246 km2

2*1/2kör=kör=r2*π=9.11 km *9.11 km * 3.14=260 km2

Eredményként végül a következı, konkrét számadatokat kaptam:

Magyarország területe 93 036 km2, ehhez képest egy szupercella átlagos mérete 260

km2-nek adódott. A vizsgált szupercellák által megtett átlagos úthossz 125 km-re,

míg az átlagos áthelyezıdés sebesség: 39 km/h-re jött ki. Átlagos esetben egy cella

192 percig állt fent (lásd 3.3.1. fejezet), a kidolgozott kritérium rendszer segítségével

átlagosan 30 darab cellát sikerült évenként beazonosítani.

Az érintett terület nagysága: 2506 km2/db

A két év során hazánkban körülbelül 2500 km2-t érintettek a szupercellák,

mely az ország területének 2,21 %-a.

Ha átlagosan 30 SC

vonul végig egy év alatt

Magyarországon, az

összterületi érintettség – ha

a cellák nem keresztezik

egyszer sem egymást –

75180 km2, ami az ország

80,8 %-a. Természetesen,

ahogy a 3.6. ábrán is látható,

a szupercellák útvonalai sok

esetben keresztezik

egymást, van olyan pont az

országban, ahol 3-4 SC is áthaladt egy évben, illetve akad olyan is, ahol 2 év

leforgása alatt egy sem. A cellák által érintett területek fölé egy 20%-os piros layer-t

helyeztem, így ha kettı SC is elhaladt egy pont felett a vizsgált idıszakban, 40%-ra

nıtt a szaturáció és így tovább. Ezzel a módszerrel készült el tehát a 3.6. ábra,

melyen így már könnyedén láthatjuk, hogy mely területek voltak többszörösen

érintettek a két év alatt.

3.6. ábra: 2009-2010-ben SC-ák által érintett

területek kompozit képe.

29

3.3.1. Havi eloszlás, fennállási idı, átlagok

Mivel a kompozit radarképek 15 percenként frissülnek, könnyő kiszámolni,

hogy mennyi ideig, hány órán keresztül élt egy cella, csak össze kell adni a

radarképek számát, megszorozni 15-el, végül elosztani 60-nal. Ezt megtettem az

összes SC esetében, hogy a két évre vonatkozó átlag is rendelkezésemre álljon a

további számításoknál, ez az idı 192 perc lett, ami kicsit kevesebb, mint 3 és egy

negyed óra.

2009-ben átlagosan 214 percig, tehát mintegy 3 és fél órán keresztül

maradtak fenn a cellák, a szórás ebben az esetben 51 perc volt. A legtöbb ideig

fennálló SC 300 percig, mintegy 5 órán keresztül élt, míg a legrövidebb 105 percig

(utóbbi esetben nem a legrövidebb utat megtett celláról van szó). A megtett

úthosszak és a fennállási idık közötti korreláció 2009-ben alacsony volt: 0,43; tehát

nem mutat a két értéksor lineáris összefüggést. 2010-ben az életidı átlaga 181 perc,

a szórás pedig közel 75 perc volt. A legtöbb ideig fennálló cella 330 percig élt, a

legkevesebb ideig fennálló 75 percig. A megtett úthosszak és a fennállási idık közötti

korreláció 2010-ben nagy: 0,87, tehát erısen korrelált a megtett úthossz és a

fennállási idıtartam.

3.7. ábra: A 2009-es szezonban elıforduló zivataros, jégesıs és szupercellás

napok

30

A 2009-es zivatarszezonban (áprilistól-augusztus végéig) összesen 91

zivataros napot regisztráltak, ebbıl 15 nap volt szupercellás (olyan nap, amikor

legalább egy szupercella elıfordult), ez a zivataros napok közel 1/5-e. Jégesı 26

napon fordult elı (lásd 3.1. táblázat és 3.7. ábra). A 15 napból 2 napon

azonosítottam be egynél több cellát, az egy napon belül regisztrált szupercellák

maximális száma 4 db volt.

2009 Április Május Június Július Augusztus Összesen

Zivataros napok 17 20 22 16 16 91

Jégesıs napok 0 7 10 5 4 26

Szupercellás

napok

3 3 7 0 2 15

3.1. táblázat: A 2009-es zivatarszezon

2010-ben 80 zivataros napot jegyeztek fel, ebbıl 20 volt jégesıs, 19

különbözı napon azonosítottam szupercellákat. Így a 2009-es évhez hasonlóan

szupercella a zivataros napok kicsit több mint egyötödén fordult elı (lásd 3.2.

táblázat és 3.8. ábra). A 19 napból 7 nap volt 1-nél több cella, 7 db volt a legtöbb,

ami egy nap leforgása alatt regisztrálásra került.

3.8. ábra: A 2010-es szezonban elıforduló zivataros, jégesıs és szupercellás napok

31

2010 Április Május Június Július Augusztus Összesen

Zivataros napok 10 21 14 19 16 80

Jégesıs napok 4 10 2 3 1 20

Szupercellás

napok

1 6 4 2 6 19

3.2. táblázat: A 2010-es zivatarszezon

3.3.2. Úthossz elemzés

A 2 év alatt regisztrált 63 SC-ból – amely életciklusa alatt érintette

Magyarországot – 23 keletkezett külföldön. Tehát döntı többségük – közel 63%-uk –

az ország határain belül alakult ki.

A cellák által megtett úthosszak becslésének alapját a területszámításhoz

hasonlóan itt is a Google Earth térképei és a kompozit radarkép közös

referenciapontjai adták.

A 2009-es év során a 22 dokumentált SC által megtett úthossz átlagosan

145 km volt, a hosszak közötti szórás pedig 67 km. A leghosszabb utat megtett

szupercella több mint 330 km hosszan és közel 20 km széles sávban pusztított (3.9.

ábra): Ausztriában pattant ki és délkeleti irányban mozogva egészen Szerbia és

Horvátország határáig mozgott. A fennállása alatt legrövidebb utat megtett cella

mindössze 45 km-t mozdult el kialakulása után.

32

3.9. ábra: 2009 és 2010 leghosszabb utat megtett szupercellái

Az azonosított cellák által megtett úthossz a 2010-es évben átlagosan 118

km volt, ez körülbelül a Budapest-Gyır távolságot jelenti a valóságban. Az értékek

közötti szórás 69 km-re tevıdött. A leghosszabb utat megtett szupercella 288 km-t

mozdult el (lásd 3.9. ábra), míg a legrövidebb mindössze 24 km-t. A két év

átlagaként tehát 127 km jött ki.

3.3.3. A szupercellák elıfordulása a Péczely-kódok alapján

Pézely György tipizálta a legfontosabb európai idıjárási alaphelyzeteket,

vagyis a Kárpát-medence idıjárását leginkább befolyásoló ciklon illetve anticiklon

eloszlást. Ezáltal a medencében uralkodó idıjárási viszonyokat leíró, mindenki

számára érthetı kódrendszerhez jutunk. Péczely-féle kódok (lásd 1. melléklet)

33

3.10. ábra: Szupercellák csoportosítása a Péczely-féle kódok

alapján

Már a két év eredményeibıl is szignifikánsan kitőnik, hogy az azonosított

cellák 36%-a az egyes kóddal fémjelzett idıjárási alaphelyhez köthetı (lásd 3.10. és

3.11. ábra), azaz amikor hazánk egy ciklon hátoldali áramrendszerébe esik bele.

3.11. ábra: Szupercellák megoszlása a Péczely-kódok alapján (2009-2010)

34

A egyes kód az mCc jelölést viseli, Magyarország ilyenkor a tıle kelet-

északkeletre, a Baltikum vagy Ukrajna fölött tartózkodó ciklon hátoldali, hidegfronti

áramrendszerébe esik. A helyzet változékony, szeles, csapadékos idıt okoz a

Kárpát-medencében. Nyáron hidegfront nélküli változata is kialakulhat olyankor,

amikor Délkelet-Európa fölé kiterjeszkedik a délnyugat-ázsiai termikus depressziós

terület, ám ilyenkor a bárikus gradiens jóval kisebb, az idıjárás kedvez a helyi

záporok, zivatarok kialakulásának.

Az esetek 20 %-ban volt jellemzı a Cmw kód, ebben az idıjárási helyzetben

a Magyarország feletti áramlás meghatározója a Földközi-tenger középsı részei

felett képzıdött és az Adria térségébe áthelyezıdött mediterrán ciklon, melynek

melegfrontja áthalad hazánk területe felett (fıleg az ıszi és téli hónapokban szokott

kiadós esızéseket, havazásokat okozni). A képzeletbeli dobogó harmadik fokát az

esetek 16 %-val a C kódot viselı helyzet foglalta el, ebben az esetben a

cikloncentruma középpontja éppen hazánk felett szokott tartózkodni.

35

3.3.4. Kompozit képek, a vizsgálat eredményei

3.12. ábra: Kompozit SC pályaanalízis.

A 3.12. ábrán a trajektória elemzés során kirajzolódott fıbb pályaútvonalakat

figyelhetjük meg, ezeket vastag kék nyilak jelölik. A fehér nyilak a 63 SC útvonalát

mutatják, a kék pontok a szupercellák kialakulási pozícióit. A korábbi tanulmánnyal

ellentétben (Polyánszki, 2004) az azonosított cellák nem a Dunántúlon fordultak elı a

legnagyobb számban, hanem az Alföldön. A Dunántúl északi részén figyeltem meg

csomósodást elıfordulási gyakoriságukban, illetve sok cella vonult végig a Bakony-

Budapest tengelyen.

36

3.13. ábra: 2009-2010 fıbb SC útvonalai és az Idıkép.hu tornádótérképe2

A 3.13. ábrán láthatjuk azt az érdekes kompozit képet, mely megmutatja,

hogy hogyan illeszkednek az észlelt tornádók és tubák pozíciói a vizsgálat során

kijött fıbb szupercellás pályaútvonalakhoz. A korreláció szembetőnı, a Mohács -

Kiskunhalas - Északi-középhegység és a Mohács – Kiskunhalas – Gyula ívek

mentén – melyek a szupercellák fontosabb vonulási útvonalait is kirajzolják –

regisztrálták a legtöbb tornádót és tubát. A vizsgálat szempontjából fontos

információ, hogy a térképen szereplı tubák és tornádók között többsége nem

mezociklonális (tehát nem szupercellához kapcsolódó) volt.

2 Csak olyan tornádó szerepel a térképen, amely több forrásból is bizonyítást nyert, fotók,

videók vannak róluk, vagy hivatalosan meg lettek erısítve. A tubák esetében elegendı volt

egy-egy kép és az észlelı megbízhatóságának vizsgálata.

37

4. A légköri folyamatok megfigyelésének, elıre-jelezhetıségének lehetıségei,

avagy viharvadászat Magyarországon

4.1 Helyszín kiválasztásának folyamata a modellek (GFS, WRF) segítségével,

tapasztalati tényezı

Ha egy heves zivatart vagy zivatarrendszert szeretnénk saját szemmel látni,

illetve dokumentálni, a helyszínen esetleg adatokat győjteni, igen sok szempontot

kell mérlegelnünk. Mivel a légkör állapotának alakulása sok esetben rendkívül

nehezen prognosztizálható, részben káoszelméleti kérdés, csak közelítı

kijelentéseket tehetünk; esélyekrıl, modelleredmények valószínőségi beválásáról

beszélhetünk.

A világon számos ponton egy idıben naponta egyszer, vagy többször ún.

meteorológiai szondákat engednek fel, hogy a légkör aktuális állapotáról adatokat

győjtsenek. A szondák mérik a légkör összes fontos állapotjelzıjét, így a

hımérsékletet, a páratartalmat, a légnyomást, szélerısséget, szélirányt. A kapott

adatokat összegzik és a többi felszíni mérési adattal együtt betáplálják a különbözı

numerikus modellekbe. Ezután szuperszámítógépek kezdik meg az információk

feldolgozását. Egyfajta kezdı lökésként értelmezhetjük a modellekbe táplált

adatokat, mintha elgurítanánk adott sebességgel meghatározott irányba egy labdát.

A labda ezután már a természeti törvényeknek megfelelıen viselkedik, hatnak rá

erık, matematikai egyenletekkel ki tudjuk számolni, hogy hol lesz x idı múlva, ha

ismertük a kezdeti térbeli pozícióját is. A valós világban a probléma az, hogy a

képzeletbeli labdánkkal ellentétben a légkörben nem ismerjük pontosan a kezdeti

feltételeket. Pontosabban nem az összes kezdeti feltételt ismerjük, a légkör

elenyészı pontjáról állnak rendelkezésre információk. Nagyléptékő folyamatok

pontos modellezése egy-két nap távlatában elég jó közelítéssel lehetséges.

Azonban, ahogy a mondás is tartja, az ördög a részletekben rejlik. Minél kisebb

léptékő folyamatokat szeretnénk elıre jelezni, annál nagyobb anomáliák léphetnek

fel a modellezett és a valós, késıbb bekövetkezı események között. Ez nem

meglepı, ha belegondolunk abba, hogy 10.000.000 km2 területrıl nagyságrendileg

100 pontról érkeznek a légkör aktuális állapotáról adatok, ráadásul nem

folyamatosan, hanem naponta egyszer, esetleg kétszer. Ebbıl rácspontokra

38

interpolálják a most már virtuális kezdı feltételeket, és a fizika törvényei alapján

számítják a lehetséges szcenáriókat. Az adatasszimiláció, a kezdeti és

peremfeltételek meghatározása után is óriási számítási kapacitást igényel a mővelet,

szuperszámítógépek processzorainak ezrei milliárd és milliárd mővelet

másodpercenkénti végrehajtásával folyamatosan számolják a jövı egy

lehetségesnek vélt kimenetelét.

Globális modellek: GFS (Global Forecast System)

A legismertebb ilyen modell, amit az egész világra futtatnak a GFS (Global

Forecast System).

4.1. ábra: A Wetterzentrale.de GFS modellkimenetének

Budapestre vonatkozó vizualizációja

39

Ahogyan a 4.1. ábrán is látható, a vizualizált kimenetekbıl leolvashatjuk a

várható csapadék mennyiségét, a páratartalmat, a légnyomást, a hımérséklet

alakulását és a várható szélerısséget is. Az érdeklıdık a wetterzentrale.de oldalon

fent felsoroltakon kívül sok egyéb paraméter jövıbeli alakulását is megtekinthetik.

Rövidtávú és középtávú elırejelzésekhez jól használható alapot nyújt.

Tekintsük meg, hosszabb távra – bár ez a viharvadászat szempontjából

kevésbé releváns – a modellek kimeneteit: a lehetséges szcenáriókat szemléltetı,

ezáltal a modell kimenetek általános tulajdonságait is bemutató 4.2. ábrát.

4.2. ábra: Az ún. fáklya diagram (Forrás: Wetterzentrale.de)

Ezeknél az elırejelzéseknél a modellek kezdeti paramétereit kis mértékben

megváltoztatják, és ily módon többször lefuttatják. Ezzel azt vizsgálják, hogy

40

kismértékő változás a bemenı adatokban milyen hatással van a késıbbi

eseményekre. Ha a modellfutások a kis mértékben megváltoztatott kezdeti feltételek

ellenére is együtt futnak, a várható idıjárás jobban elırejelezhetı, nagyobb a

beválás valószínősége; az ismeretlenek, a mérési adatok csekély mennyisége,

esetleges hibás, vagy nem pontos adatok miatti anomáliák várhatóan nem

változtatják meg szignifikánsan az idıjárás alakulását. Ha a tagok széttartanak, az

arra enged következtetni, hogy akár kistérségő folyamatok bizonytalan kimenetele is

befolyással lehet a globális folyamatokra, hogy stílusosan egy klasszikus idıjárási –

káoszelméleti – példánál maradjunk, egy pillangó szárnycsapása is eldöntheti nagy

térségek idıjárásának sorsát.

Egy talán könnyebben érthetı példa. Megpróbálunk egy 1 tonnás követ lelökni

a hegy tetejérıl. Egy autóval nekihajtunk, de ez nem elég, néhány ember is odaáll

segíteni. A kı már imbolyog, de nem billen át. Ráraknak a szikla szakadék felıli

oldalára egy kisebb 20 kg-os követ, hogy a szikla végre lebillenjen. A hatalmas

kıtömb egy hajszálra van attól, hogy a szakadékba zuhanjon, de csak nem esik le,

ehhez még egy trigger kellene. Egyszer csak lefordul, mindenki örül, de ki gondol

bele, hogy vajon miért is történt így? Nem láthatta senki, hogy a kı tılük távolabbi, a

szakadék felıli oldalára rászállt egy pillangó.

A példát sokáig fokozhatnánk, de a lényeg talán érthetı, végsı soron azt

mondhatjuk, hogy egy nagyobb léptékő folyamat bekövetkezését egy sok-sok

nagyságrenddel kisebb hatás döntötte el.

Lokális, nagyfelbontású modellek: WRF (Weather Research and Forecasting)

Ez a bárki számára ingyenesen elérhetı modell jó kiindulási alapot nyújt,

egyrészt az érdeklıdı számára a várható idıjárás nagyléptékő nyomon követésére,

másrészt lokális, kis térségeket átfogó nagyobb felbontású modelleknek is kiváló

bemeneti paramétereket, peremfeltételeket nyújt. Ezekbe a modellekbe számtalan

paramétert és fizikai parametrizációt építenek be, ezáltal pontosítják azokat. Így a

lokális domborzati tényezık, a vízrajz, az albedó eloszlása, stb., mind-mind

megjelennek környezeti hatásként. A WRF modellek bárki által futtathatók,

41

tetszılegesen parametrizálhatók. A kívánt terület nagyságát és a számolt rácspontok

számát is beállíthatjuk, kezdeti feltételként a GFS által számolt peremfeltételek

mellett földfelszíni méréseket és számos egyéb paramétert is a rendszerhez

adhatunk.

4.3. ábra: A metnet.hu által futtatott kistérségi WRF modell szélnyírás térképe.

(Forrás: Metnet)

A modellek kimenetként igen sok információt adnak a légkör várható jövıbeni

állapotáról. A különbözı magasságokban számolt várható hımérséklet, légnyomás,

szélerısség, szélirány, szélnyírás (4.3. ábra), csapadékeloszlás, páratartalom,

örvényesség, labilitást jellemzı indexek, stb. mind részét képezik a számolt

adatoknak.

Összességében elmondható, hogy a globális és lokális modellek elemzése

nyomán a várható heves események a vizsgált régióban történı megjelenése kellı

eséllyel prognosztizálható, megyényi – néhány 10.000 km2-es – területre szőkíthetı,

már 12 órával egy nappal a zivatarrendszer kialakulása elıtt. Ez persze az idı elıre

haladtával tovább pontosítható.

42

4.2. Helyszín kiválasztásának folyamata

Fontosabb szempontok, amik segítenek a döntésben:

- vihar kialakulási okai, modell eredmények széles körben történı

áttekintése,

- a szupercellák életciklusát és trajektóriáit vizsgáló elemzések ismerete, a

klimatológiai sajátosságok figyelembe vétele,

- az úthálózat, a terepviszonyok ismerete,

- egyéni tapasztalatok.

4.2.1. Vihar kialakulási okai

A modellek segítségével kiválasztottuk a heves vihar kialakulásának leginkább

kedvezı feltételekkel rendelkezı régiókat. Egy vihar nyomon követése, vizuális

megfigyelésének lehetısége nagyban függ a zivatar kialakulásának okaitól. Sokkal

könnyebb egy instabilitási vonal mentén kialakuló, vonalba rendezıdött multi-, illetve

szupercellás zivatarok mozgását prediktálni, mint egy forró nyári napon az erıs

besugárzás hatására kialkaluó rövid élető hızivatar áthelyezıdését. Egy gyorsan

mozgó hidegfront mentén kialakuló zivatarrendszerek mozgása is bizonyos mértékig

elıre jelezhetı. Viharkövetés szempontjából tehát a jól kiszámítható mozgású

rendszerek a legelınyösebbek.

4.2.2. Szupercellák életciklusát és trajektóriáit vizsgáló elemzések ismerete

A szupercellák pályája az alapáramlástól jellemzıen jobbra kitérı, de

önmagához képeset a vizsgálat alapján úgy tőnik, hogy legtöbbször egyenes, így

közvetlenül a kialakulás után prediktálható, hogy mely területek lehetnek érintettek a

cella által. Az életciklus idejük átlaga a korábbi, 2 évet felölelı vizsgálat alapján több

mint, 3 óra volt. Ismerjük az átlagsebességet, a fennállási idıt és a közel egyenes

pálya miatt az útvonalat, amibıl nagyságrendileg a teljes veszélyeztetett terület

megbecsülhetı.

43

4.2.3. Úthálózat ismerete

A vihar követéséhez elengedhetetlen a jó úthálózat, ennek hiányában jobban

járunk, ha kiválasztunk egy kisebb régiót, ahol a heves események nagy

valószínőséggel elıfordulhatnak és várunk. A szupercella kialakulása után már el

tudjuk dönteni, hogy van-e esélyünk az útját keresztezni, esetleg nyomon követni.

Magyarországon a viharvadászat szempontjait figyelembe véve nem jó az

úthálózat. A sztrádák kizárólag sugár irányban a fıvárostól indulnak, nincsenek ıket

pókháló szerően összekötı gyorsforgalmi utak. A pusztító szupercellák többsége

ritkán halad az autópályákkal párhuzamosan, az útjukat inkább keresztezni tudjuk.

Egyedül az M7-es autópálya ideális, hiszen a délnyugat felıl érkezı instabilitási

vonalak mentén kialakuló zivatarok mozgásával párhuzamos, így van esélyünk

követni a rendszert, bizonyos esetekben eléjük is tudunk kerülni, meg tudjuk elızni a

konvektív rendszereket. A jellemzı alapáramlás miatt az új M6-os, M5-ös és az M3-

as inkább a cellák keresztezésére alkalmas. Az M1-es is jó lehetne az

északnyugatról érkezı frontokhoz kapcsolódó zivatarrendszerek követéséhez,

azonban a sok domb miatt nem látszik jól az alacsonyszintő felhızet (pl. falfelhı),

illetve az egyéb struktúrák. Az Alföldön áthaladó hatalmas viharokat szinte lehetetlen

követni, a bevárás vezethet inkább eredményre.

4.2.4. Egyéni tapasztalatok:

A megfelelı térség kiválasztásához fontos lehet az egyéni tapasztalat is. Az

emberben sokszor akár tudat alatt összegzıdnek a rendelkezésre álló információk,

melyek felülbírálhatják a felszínesen logikusnak tőnı választást.

44

5. ESETTANULMÁNYOK, SZUPERCELLÁK MEGFIGYELÉSE, A LÁTOTT

JELENSÉGEK AZONOSÍTÁSA SAJÁT FELVÉTELEKEN

Az esettanulmányokban kizárólag olyan szupercellákról írtam, melyeket

fényképen vagy videó felvételeken sikerült dokumentálnom.

2009. június10.

Az 5.1. ábrán fehér

nyíllal az alapáramlást láthatjuk,

alatta pedig a szupercella

radarkép visszhangját 2010.

június 10-én, délután 15 órától

20 óráig. Ahogyan az

hazánkban jellemzı, az

alapáramlástól való jobbra

történı sodródás ebben az

esetben is megfigyelhetı. A

megtett úthossza és mérete

alapján (kb. 140 km-t haladt fennállása ideje alatt – az átlag 125 km) átlagos

szupercellának mondható, ám nagyjából 270 percig élt, ami viszont jelentısen eltér a

két év statisztika alapján meghatározott 190 perchez képest.

Az esettanulmányban látható szupercella a Bakonytól nyugatra, 50 km-rel a

Kisalföld déli peremén 15 óra magasságában, alig érzékelhetı kis foszlányként jelent

meg a radarképen. Akkor még nem sejtettem, hogy négy és fél órával kialakulása

után középpontjával pontosan a házunk felett fog elhaladni. Annak esélye, hogy ez

egy évben egyszer bekövetkezzen a 3.3 fejezetben végzett számítások és

egyszerősítések figyelembe vételével, egy pontra vonatkoztatva hozzávetılegesen

80%. Az adott napi archív radarképeket tanulmányozva 15 és 20 óra között könnyen

felfedezhetünk SC-kra jellemzı tulajdonságokat. A legalább 75 percig fennálló és

erıs reflektivitást mutató gócok a keresendık, valamint a vizsgált cella

alapáramlástól kis mértékben jobbra sodródó, általában balra forgó mozgás is

figyelmeztethet minket esetleges SC-ra. Az 5.2. ábrán a szupercellák néhány

jellegzetes képzıdménye látható a saját felvételemen bejelölve.

.

5.1. ábra: 2009.06.10.-i SC pályaelemzése

45

5.2. ábra: 2010.06.10-én készült felvétel, Budapest XXII. kerület, Baross Gábor

Telep. A képen a szupercella felismerhetı képzıdményei látszanak (Polyánszky,

Horváth (2007)) alapján. Forrás: (saját felvétel)

A: falfelhı B: beáramlási sáv

C: ún. flaking line (gomolyfelhı sor) D: felhıbarázdák

E: jégesıs terület F: intenzív esı

G: felhıalap H: farokfelhı

5.3. ábra: Ha a fenti képeket egymás után vetítjük, láthatóvá válik a cella rotáló mozgása. (Forrás: saját felvétel)

46

.

5.4. ábra: A képen a csapadékos terület elırenyomulása látható, ami a

nagyfelbontású radarképen kampós visszhangként látszana. (Forrás: saját felvétel)

A cella közeledése közben készített képeket egymás után főzve (lásd 5.3

ábra) látszik a rendszer óramutató járásával ellentétes forgása, és szépen

kirajzolódik a be- illetve feláramlási terület középpontja is, ahol az esetleges

járulékos képzıdmények, tuba, tornádó megfigyelhetı lenne. Ezt az 5.4. ábrán a

tekeredı spirális nyíl vége mutatja. Az illusztráció az áramlások irányvonalait mutatja

szimbolikusan.

Az Idıkép.hu amatır észlelıi is számos felvételt készítettek különbözı

fázisaiban errıl a szupercelláról, az 5.5. ábrán a Székesfehérvár közelében lévı

Tordas mellett elvonulva látható a cella. A képeken a csapadékos terület felé mutató,

a szupercellák jellemzı kísérıjelenségeként ismert farokfelhı is megfigyelhetı.

47

5.5. ábra: A képen Tordas (Székesfehérvár közelében) mellett elvonuló SC látható.

(Forrás:www.idokep.hu)

A szupercella Érden is átvonult, az Idıkép.hu egyik észlelıje éppen egy

lecsapó villámot kapott lencsevégre, mely a jégesıvel sújtott terület felett alakult ki,

ez látható az 5.6. ábrán. A 5.7. ábra is jól mutatja, hogy a szupercella egyedüli

konvektív cella volt a térségben (ezt természetesen a radarképek is alátámasztják),

így kirajzolódott a cella a teljes struktúrája.

5.6. ábra: Az Érden átvonuló SC.

(Forrás: www.idokep.hu)

5.7. ábra: A SC északkeleti irányból,

Újpestrıl. (Forrás: www.idokep.hu)

48

Az Országos Meteorológiai Szolgálat honlapján csak a 2009-2010-es év

radarképei érhetıek el nyilvánosan, így a következıkben elemzett cellák nem

szerepelnek a statisztikákban. A szupercellákra jellemzı kritériumok, jelenségek

azonban megfigyelhetıek rajtuk, ezért érdemesnek tartottam ıket az

esettanulmányok közé történı beválogatásba.

2008. június 17.

Izland, a Skandináv-félsziget, illetve Nyugat-Európa felett alacsonynyomású

zóna húzódott ezen a napon; Északkelet-Európa felett viszont egy anticiklon

hatására sok volt a napsütés. Délnyugat felıl egyre melegebb, változó

nedvességtartalmú, majd egyre nagyobb nedvességtartalmú léghullámok érkeztek a

Kárpát-medence térségébe (lásd 5.8. ábra).

. .

5.8. ábra: Az 850 és az 500 hPa-os szint geopotenciál, illetve a felszíni légnyomás

mezeje 2008. június 17-én, 00 UTC-kor (Forrás: Wetterzentrale)

A kontinens északnyugati vidékén ciklon örvénylett, míg a Balkán-félszigeten,

a Fekete-tenger térségében, valamint Európa északkeleti felén anticiklonális hatások

uralkodtak. A szárazföld délnyugati területein hullámzó frontrendszer okozott többfelé

esıt, záporesıt, zivatart; helyenként jelentıs mennyiségő csapadék is hullott. Ez a

49

frontrendszer vonult át a Kárpát-medence felett is, estig a keleti részt érte el, ez

okozta a változékony, csapadékos idıjárást (lásd 5.9. ábra).

Ezen a napon gyakran volt

erısen felhıs az ég, eleinte

délnyugaton és északkeleten, majd a

késı délutáni óráktól kezdıdıen

délnyugat felıl egyre többfelé alakult

ki zápor, zivatar, utóbbit néhol

felhıszakadás és jégesı kísérte. A

felhıszakadásokból Kaposváron 34

mm, Fonyódon 45 mm,

Nagykanizsán 23 mm,

Szentkirályszabadján 28 mm,

Sármelléken 29 mm, míg Siófokon

21 mm csapadék hullott. Pécsett 10

mm volt a lehullott esı mennyisége,

az OMSZ mérései szerint a legerısebb széllökés mindössze a 17 m/s- ot érte el.

A numerikus modellek 17-ét megelızıen heves idıjárási eseményeket

prognosztizáltak erre a napra, Magyarország délnyugati térségére várták a

legintenzívebb konvektív eseményeket.

Az elırejelzéseket figyelembe véve aznap kora délután indultunk el

viharvadászatra. Az M7-esen Budapesttıl Balatonig végig borongós, esıs idıben

utaztunk, néha egy-egy gomolyfelhı pillantásnyira látszott csak az egyébként szinte

teljesen zárt felhızet mögött. Egészen Balatonlelléig mentünk, majd a 67-es útra

tértünk át és délnek indultunk, Kaposvár fele haladtunk tovább. Ahogy letértünk a

sztrádáról, néhány kilométeren belül az 5.10. ábrán látható Sc kezdemény tárult

elénk.

.

5.9. ábra: 2008. június 17. 00 UTC

Frontanalízis (Forrás: Met Office)

50

Csodálatos élmény volt

látni a kialakulóban lévı

szupercellát, ahogyan

strukturálódik, s lassan

létrejönnek a rendszerre

jellemzı képzıdmények. A

képen látható nyíl a meleg

nedves levegı beáramlását

mutatja, az (A) betővel jelült

képzıdményt farok felhınek

nevezik. A (B) betővel jelzett

rész a formálódó szupercella

kezdetleges falfelhıje, míg a (C)

bető a csapadékos területet

mutatja (Polyánszky, Horváth (2007) alapján).

A cella hátoldalán gyönyörően látszódtak az erıs szélnyírás miatt megdılt és

megcsavarodott cumulusok (lásd 5.11. ábra). A légkör tele volt energiával,

gombamód szaporodtak az ég felé törı gomolyfelhık, az alacsonyabb szinteken

pedig fractusok kavarogtak.

. .

5.11. ábra: 2008.06.17. Balatonlelle melletti SC feláramlási rendszere hátoldalról.

( Forrás: saját felvétel)

.

5.10. ábra: 2008.06.17. Balatonlelle melletti,

kialakulóban lévı SC farok felhıje (Forrás:

saját felvétel)

51

Az 5.11.-es ábra jobb oldali képén két fontos momentum látszódik. Az (A) bető

melletti nyíl a felhıalaptól indított és földre merıleges irányú, a (B) bető melletti pedig

a cumulus felhıvel párhuzamos: kirajzolódik, ahogyan az erıs vertikális szélnyírás

közel 45%-ban megdönti a feltörekvı felhıt, gyakorlatilag elfújja a tetejét. A másik

jelenség, ami megfigyelhetı a felvételen, hogy a gomolyfelhıben a feláramlás

örvénylı, spirális csavarodásokat eredményez, ezt egy széthúzott rugóval

szemléltettem (C).

Dél felé tovább haladva egy hasonló kialakuló stádiumban lévı SC-át láttunk.

A koronát a napra azonban a harmadik, kifejlett stádiumban elkapott szupercella tette

fel (lásd 5.12. és 5.13. ábra). Hihetetlen, de a 3 szupercellát 2 óra leforgása alatt,

egymás után láttuk a 67-es út mentén.

Az 5.12.-es ábrán az (A) betővel jelzett képletek a felhıbarázdák, amik világos

és sötétebb görbült sávok váltakozása miatt rajzolódnak ki ilyen kontrasztosan. A (B)

bető a domb miatt nem teljesen látszó falfelhıt mutatja.

5.12. ábra: 2008.06.17. Mernyeszentmiklós, Somogy. (Forrás: saját felvétel)

Az 5.13. ábrán egy késıbbi idıpontban készült kép látható a celláról. Az (A)

bető ebben az esetben a falfelhıt, míg a (B) bető a farok felhıt mutatja, ami szinte a

föld felszínétıl indul.

52

5.13. ábra: 2008.06.17. Mernyeszentmiklós, Somogy. Forrás: (saját felvétel)

2010. május 25.

A következıkben bemutatott cella radarképeinek tanulmányozása és maga a

cella élıben is rendkívül tanulságos, iskolapéldája lehetne a magyarországi

szupercelláknak (lásd 2.2. fejezet).

A modellek rendkívüli

instabilitást jeleztek, erıs

szélnyírási paraméterek

mellett. Viharvadász

csapatunk Balatonföldvár

mellett várta az események

beindulását, ami egy-egy

szupercella kialakulásával

kezdıdött a késı délelıtti

órákban. 11 óra körül még a

határon kívül pattant ki egy

szupercella Soprontól délre

néhány km-rel. A cella, a

határt elérve kettévált, majd a jobboldali, azaz az életképes tagja az alapáramlástól

jobbra tartva a Balaton-felvidék irányába tartott. A bal oldali tag, ahogy az ilyen

.

5.14. ábra: 2010.05.25.-i SC trajektória elemzése

53

esetekben várható volt – az óramutató járásával megegyezı irányba forduló

szélnyírás mellett – 1 óra alatt teljesen elhalt, ahogy az a fenti 5.14. ábrán is látszik.

Kellı számú szupercella radarképeinek tanulmányozása esetén a bal oldali tag is

megfigyelhetı. Az illusztráció kedvéért az 5.14. ábrán kiemeltem az elhaló cella

radarképeit is. A kép jobb részében látható nyilak a cella mozgásirányának vektorát

és az alapáramlás irányának összehasonlítását hivatottak bemutatni: a fehér nyíl a

SC irányát, míg a piros az alapáramlásét jelzi.

A cella a megtett úthossz és fennállási ideje alapján is teljesen átlagosnak

számít. Ahogy az 5.14.-es ábrán is látszik, a cella 130 km-t tett meg fennállása alatt,

ami néhány km-rel tér csak el a két éves vizsgálat során meghatározott átlagtól. 180

percig „élt”, az átlag 192 perc, összességében tehát egyedül a mérete volt jelentısen

kisebb az átlagosnál.

Az 5.15. ábrán a SC hatalmas üllıjébıl alányúló emlıszerően kidudorodó

mammatus felhıket lehet látni, melyek páratlanul szép szabályos nyúlványok

dudorok formájában jelentek meg. Mammák általában ott jelennek meg, ahol a két

eltérı hımérséklető légtömeg találkozik: a stabil légkör ilyenkor labilizálódik, a

felhıben lévı levegıcellák a felszín felé irányuló mozgásba kezdenek.

.

5.15. ábra: 2010.05.25. Balatonboglár. SC üllıjébıl

lenyúló mammák. (Forrás: saját felvétel)

54

Az 5.16. ábrán a cella

végstádiumában látszik, a

feláramlási rendszere már

összeomlóban van. A képen

fehér nyilakkal ábrázoltam a

feltételezett áramlásokat, az

egymást keresztezı fehér nyilak

a vertikális örvényességi mezıt

szimbolizálják. A piros nyíl a

szélnyírás mentes környezetben

kialakuló, földfelszínre merıleges

irányú feláramlás tengelyét

mutatja. Végül, a fekete nyilak

pedig a szélnyírást ábrázolják,

hosszúságuk a szél erısségével

arányosan növekszik. A szélnyírás irányának ábrázolása csak illusztráció, azonban a

képen látható Cb (Cumulonimbus) dılésének iránya miatt valószínősíthetıek az ilyen

irányú és a magasban erısödı vektor komponensek.

Ugyanezen a napon, késı délután egy instabilitási vonal mentén északnyugati

irányból 3 óriási SC tarolta végig a Dunántúl északi részét, valamint a fıvárost is. A 3

cellából a legnyugatibb a Bakonyon átkelve a Tihanyi-félsziget irányába mozdult el,

viharvadász csapatunk a balatonföldvári magasparton tartózkodott ez idı alatt. A

rendszer üllıje hatalmas volt, benne igen aktív villámtevékenység zajlott. A

térségben piros, azaz a legmagasabb szintő zivatarriasztás volt érvényben. A

Szlovákiában keletkezett cella 2010 leghosszabb (lásd 3. fejezet, 3.7. ábra) – 290 km

– utat megtett szupercellája volt, közel 315 percig állt fent, mérete szintén átlagon

felüli volt.

.

5.16. ábra: 2010.05.25. Balatonboglár. SC fel-

és leáramlási területei és a szélnyírás.

(Forrás: saját felvétel)

55

2009. június 16.

Az 2009. június 16-án kialakult cella volt a vizsgált 2 év legnagyobb,

leghosszabb utat megtett és leghosszabb ideig fennállt szupercellája (lásd 5.17.

ábra). Minden paramétere tekintélyt parancsoló; számszerően 330 km-t tett meg és

300 percig maradt fent. Területe még Budapest területét (525 km2) is meghaladta. Az

5.17. ábra jobb oldali képén piros nyíllal ábrázolva az alapáramlás látszik, fehérrel

pedig a cella mozgásiránya.

Ezen a napon Észak-Skandináviától Közép-Európán át egészen a Pireneusi-

félsziget déli részéig ciklonális mezı húzódott. A ciklon frontrendszere mentén a

többször erısen megnövekvı felhızetbıl többfelé esett esı, záporesı. A

frontrendszer elıtt meleg levegı áramlott, így Spanyolország mellett a Balkán-

félszigeten is kánikula uralkodott. Az említett ciklon hidegfrontja érte el ezen a napon

a Kárpát-medencét (lásd 5.18. ábra), átvonulása után több fokkal mérséklıdött a

meleg. A front átvonulása után; a délután második felétıl egyre többfelé alakult ki

zápor, a nyugati-délnyugati határnál heves zivatar, jégesı is elıfordult. Itt ugyanis a

megfelelı labilitás, nedvesség, illetve szélnyírás meglétével lehetıség nyílt a már

említett szupercella kialakulására is.

Délután fél négy körül tőnt fel a radarképeken Graz magasságában egy igen

heves szupercella, mely fél ötkor lépte át a határt. Nagykanizsát 2-3 centis jéggel és

5.17. ábra: A 2009.06.16.-i SC trajektória elemzése

56

100 km/h-t meghaladó széllel érte el a vihar, az OMSZ állomásán regisztrált

maximális széllökés 28 m/s volt, a lehullott csapadék 28 mm volt.

5.18. ábra: A 850 és az 500 hPa-os szint geopotenciál, illetve a felszíni légnyomás

mezeje 2009. június 16-án 00 UTC-kor

A szupercella ezt követıen tovább haladt Somogy felé, mindeközben tovább

erısödött. Áthelyezıdése igen gyors, hozzávetılegesen 60-80 km/h volt. A

viharvadászat szempontjait figyelembe véve igen jó alanynak tőnt a rendszer, hiszen

már a kezdeti stádiumban sejthetı volt, hogy szupercellává alakul. Pályája

kiszámíthatónak bizonyult, illetve a térségben uralkodó légköri viszonyok miatt a

rendszer hosszú idejő fennállása volt feltételezhetı (ilyenkor kell – képletesen

fogalmazva – mindent eldobni a kezünkbıl, hiszen azonnal indulni kell).

Útnak is eredtünk, az autópályán Balatonlelléig, majd dél fele Kaposvár

irányába, a már beváltnak mondható útvonalon. Akkor még a rendszer hátoldalán

haladtunk, a felhızet besimult nimbostratus (esıfelhı) volt, szitáló esıben

közeledtünk célunk felé. Tudtuk, hogy ahogy átkerülünk a meleg oldalra, a felhızet

azonnal megváltozik: egyre dominánsabbá válnak a cumulusok. Ez így is történt,

Balatontól Kaposvár közeléig az égkép teljesen átalakult. Abban is biztosak voltunk,

hogy a dombok mögül egyszer csak elénk tárul a rendszer vészjósló felhızete (lásd

5.19. ábra).

57

Este 6 óra elıtt

nem sokkal pillantottuk

meg a szupercella észak-

északkeleti oldalát (lásd

5.20. ábra). A közel

Budapest mérető

csapadékos területtel

rendelkezı cella üllıjének

területe hatalmas,

megyényi területő volt.

Szó szerint félelmetes látványt nyújtott a 10 km-nél magasabban szétterülı

üllı, ami körülbelül 20-30 km hosszúságban látszott az égbolton. Türkizkék

színekben pompázó falfelhıje – mely az 5.20. ábra jobb oldali képén (A) betővel van

jelölve – a felhızet alapjából a szó legszorosabb értelmében függıleges falként

ereszkedett alá. Így a kifejezés szó szerint leírta az elénk táruló felhıt.

5.20. ábra: A 2009.06.16.-i SC és falfelhıje Kaposvár mellıl. (Forrás: saját

felvétel)

5.19. ábra: A 2009.06.16-i SC Kaposvártól nem

messze. (Forrás: saját felvétel)

58

Reménykedtünk, hogy a szupercella oldalán, annak haladási irányát követve

végig mellette maradhatunk. Sajnos ez nem sikerülhetett, hiszen a rendszer

mozgása nincs utakhoz kötve, így ha a cella véletlenül nem egy sztráda felett, azzal

párhuzamosan halad, szinte lehetetlen követni. Ennek ellenére megpróbáltuk.

Dönthettünk, hogy Dombóvár irányába indulunk – némileg eltávolodva a cellától –,

majd azt elérve délre fordulva esetleg elé kerülhetünk, vagy rögtön délre fordulunk és

átvágunk a rendszer csapadékos területén, majd ezután folytatjuk utunkat délnyugati

irányba, Pécs felé. Végül egyenesen belehajtottunk a csapadékos területbe, egyrészt

azért, mert több esélyét

láttuk így a szupercella

követésének, másrészt

bíztunk abban, hogy további

érdekes jelenségeket

láthatunk a belsejében is.

Az 5.21. ábrán a

celláról készült utolsó fotó

látható, mielıtt kereszteztük

volna az útját. Az (A) bető a

rendszer üllıjét mutatja, a

(B) bető a falfelhıt, a (C)

bető pedig a heves

csapadékkal és jéggel sújtott

leáramlási zónát.

A csapadékos terület alá érve erıs jégverésbe kerültünk. Maximum 2-3 cm-es

jégre számítottunk, mivel nem a rendszer magján haladtunk át, ahonnan – mint

késıbb kiderült – az észlelık 4-5 cm-es pusztító jégdarabokat jelentettek és igazoltak

felvételeikkel. Ekkora jégméret már komoly kárt okozhat az autóban, akár a szélvédı

is betörhet. Ezt szem elıtt tartottuk, azonban hiába vágtunk át a veszélyes zónán, a

vihar gyorsan áthaladt felettünk és a Mecseken átkelve legerısebb fázisában Pécs

városát vette célba, ahova 5 cm-es golyózápor erejével pusztító jégveréssel és

felhıszakadással érkezett, hatalmas károkat okozva a térségben. A hivatalos adatok

szerint 16 mm csapadékot hagyott maga után, de elnézve a viharról készült amatır

5.21. ábra: A 2009.06.16.-i SC Kaposvártól

délkeletre. (Forrás: saját felvétel)

59

videókat, valószínősíthetı, hogy lokálisan 50-80 mm csapadék is lehullott. Pécsett 21

m/s-s maximális széllökéseket regisztráltak.

A cellában ugyan nem észleltek tornádót; feltételezhetı azonban, hogy a több

mint 330 km hosszú és a vihar által érintett, közel 30, néhol 40 km-es sávban

kialakult, illetve kialakultak tubák, tornádók. A cellában a legerısebb széllökést

Sátorhelyen mérte az OMSZ, ez 31 m/s volt. Nagykanizsán 28 mm, Iklódbörcén 46

mm csapadékot regisztráltak hivatalosan.

Az elmúlt 3 év során közel 10 szupercellát sikerült levadásznunk, a

legsikeresebb természetesen az volt, amikor 24 óra leforgása alatt hármat is

lencsevégre kaptunk. Évente – az általam azonosított SC közül – így átlagosan több

mint 3-at, az esetek 10%-át láttam saját szememmel. Ennek ellenére a szupercellák

talán legjellegzetesebb és legfélelmetesebb kísérı jelenségeit, tubákat és tornádókat

sajnos nem sikerült megfigyelnem. Azonban, ha belegondolunk, hogy ezek a

jelenségek a magyarországi celláknál legtöbbször mindössze néhány percig

figyelhetık meg egy átlagos 3 órás életciklus alatt, már nem is annyira meglepı a

dolog. A megfelelı pillanatban kell a megfelelı helyszínen lenni, ami a legtöbb

szituációban a helyzet hosszas elemzése után sem könnyő feladat.

60

6. Szakmódszertani fejezet

6.1. Az extrém idıjárási események alternatív módszerekkel történı

megfigyelése és a CO2 szint emelkedésének globális problémaköre közötti

összefüggések feltárása, az ember szerepe.

6.1.1. Bevezetés

A légkörben zajló folyamatok sokszínősége, hatalmas energiáinak

lenyőgözı megnyilvánulási formái sokunkat lenyőgöznek. Az idıjárás, mint ahogy

köznyelven leegyszerősítve beszélünk róla, mindenkit érint, vagy ahogyan mondani

szoktuk: „idıjárás mindig van”. A kutatók bonyolult differenciálegyenletekkel,

káoszelméleti kérdéseket feszegetve próbálnak minél pontosabb modelleket

fejleszteni, hogy egyre megbízhatóbb rövid, illetve hosszú távú elırejelzéseket

tudjanak adni, minél pontosabb becsléseket a légkör állapotának, tulajdonságainak

várható változásairól, irányáról és erısségérıl, akár az ózonpajzs állapotának

változásairól. Legtöbbünk azonban csak annyit érzékel ebbıl, hogy esik az esı, vagy

nagyon fúj a szél, havazik, kánikula van, esetleg hatalmas sötét fellegekkel érkezı

furcsa türkiz színekben pompázó vészjósló, csavarodó felhızet közelít felénk, így ki

kell menni a vízbıl, vagy éppen le kell takarni az autót.

A jelenségek mélyebb megértése, kellı háttérismerete kettıs elınnyel jár. A

megfelelı tudás és az összefüggések ismeretének birtokában rájöhetünk, hogy az

ember környezet átalakító tevékenysége a légkörben zajló folyamatokra is

szignifikáns hatással lehet, számtalan direkt és indirekt visszacsatolással

találkozunk, amik hol erısítik, hol csökkentik a behatás mértékét. Példaként

említhetnénk a talán legismertebb és legszélesebb körben vizsgált problémát, a

légkörbe bocsátott nagymennyiségő CO2-ot. A legtöbb ember ma már tudja, hogy ha

sok CO2 – üvegházhatású gáz – van a légkörben, növekedhet a Föld

átlaghımérséklete, aminek számtalan következményét sejtjük és ismerjük. Az

idıjárás vonatkozásban talán a legfontosabb a sokak szerint már most is érzékelhetı

változást említhetnénk Magyarországon, a csapadék tér- és idıbeli eloszlásának és

jellegének megváltozását. Ez a tavaszi hónapokban árvizeket, belvizeket, nyári

61

hónapokban súlyos aszályokat, és sokszor hatalmas jégveréseket, villámárvizeket,

pusztító viharokat okozhat.

Ha minden ember érezné a következmények súlyát, és tenne ezen

folyamatok kiváltó okai ellen – egyszerően fogalmazva: változtatna az életmódján –,

csökkentené az ökológiai lábnyomát, egy leheletnyit tudatosabban élne, egy

élhetıbb jövı elıtt állhatnánk.

A másik fontos elıny, ha idıben felismerjük a közvetlen veszélyt, a zivatar

struktúrájából, a színekbıl, a felhırendszerének mozgásából sok mindenre

következtethetünk, így az esetleges közvetlen károk megelızhetıek,

minimalizálhatók.

Mivel sokszor maguk a hagyományok, szokások is szemben állnak a

környezettudatos életmóddal, nehéz sok „jó szokást” széles körben is elfogadottá

tenni. Nagy probléma maga a társadalom berendezkedése is, fogyasztói

társadalomnak nevezett közösségben élünk, melyben ellentétes folyamatok

uralkodhatnak. A sok esetben felvilágosulatlan szülık, az általuk közölt minták is

ronthatnak a helyzeten.

„A környezeti nevelés célja a környezettudatos magatartás, a környezetért felelıs életvitel elısegítése.

Távolabbról nézve a környezeti nevelés a természet – s benne az emberi társadalom – harmóniájának

megırzését, fenntartását célozza. Célja az épített társadalmi környezet, az embert tisztelı

szokásrendszer érzelmi, esztétikai és erkölcsi megalapozása.” (Nemzeti Környezeti Nevelési

Stratégia, OM segédlet 1998)

Ennek szellemében, az egyetlen, amit tehetünk, hogy gyermekkortól kezdve

környezeti nevelést végzünk; a természet szépségét és változatosságát, a

folyamatok komplexitását bemutatva, s lassan terelve a gondolatokat belsı igénnyé

alakítjuk a környezetkímélı életmódot.

6.1.2. Új lehetıségek az oktatásban

Visszaemlékezve a különbözı életkoromban tanultakra a légkörrel

kapcsolatos témakörben, sok minden eszembe jut. A tanáraim hol tudatosan, hol

anélkül, de számtalan esetben beleszıttek elıbb inkább játékos módon ismertetı

információkat, késıbb inkább már tudásanyagot a különbözı témakörő tanórákba.

Kifejezetten emlékszem az általános iskolai földrajztanár szemléltetı módszereire,

aki egy vizes szivacs felemelésével és annak facsarásával szemléltette a felhıkbıl

62

kicsapódó nedvességet, a csapadékképzıdést. De milyen új lehetıségek nyílnak a

digitális világ adta lehetıségekkel! Ma már – nem ítélkezve a felett, hogy ez jó vagy

rossz – egy 10 éves gyerek ragyogóan elboldogul a világhálón, kezelni tudja a

számítógépet, a különbözı infokommunikációs eszközöket. Ha akarjuk, ha nem

ezeken az információs csatornákon tájékozódik, szerez információkat a felnövekvı

generáció. A NAT is külön kiemeli a digitális kompetencia fontosságát (NAT, 2007).

„A digitális kompetencia felöleli az információs társadalom technológiáinak (Information Society

Technology, a továbbiakban: IST) magabiztos és kritikus használatát a munka, a kommunikáció és a

szabadidı terén. Ez a következı készségeken, tevékenységeken alapul: információ felismerése,

visszakeresése, értékelése, tárolása, elıállítása, bemutatása és cseréje; továbbá kommunikáció és

hálózati együttmőködés az interneten keresztül.”

A környezettan szakmódszertani órákon, a tanítási gyakorlaton is komoly

betekintést kaptunk az új lehetıségek tárházába, a multimédiás alkalmazások

felhasználásával, tanórába illeszthetıségével kapcsolatban. A technika rettentı

gyorsan fejlıdik, a lassan matuzsáleminek számító írásvetítık, a videó magnó, az

igen régóta a tanítás egyik szimbólumává váló tábla is digitálissá válik.

A természettudományos kulcskompetencia is szerves részét képezi az

elsajátítandó ismereteknek, ahogy az a következı NAT idézetbıl is kitőnik. Fıként az

utolsó részt emelném ki, mely az összefüggések mélyebb megértését és vizsgálatát

feltételezi a folyamatok, interakciók sokasága között fókuszba állítva a

fenntarthatóság alapelvét.

„A természettudományos kompetencia készséget és képességet jelent arra, hogy ismeretek és

módszerek sokaságának felhasználásával magyarázatokat és elırejelzéseket tegyünk a

természetben, valamint az ember és a rajta kívüli természeti világ közt lezajló kölcsönhatásban

lejátszódó folyamatokkal kapcsolatban magyarázatokat adjunk, elırejelzéseket tegyünk, s irányítsuk

cselekvéseinket. Ennek a tudásnak az emberi vágyak és szükségletek kielégítése érdekében való

alkalmazását nevezzük mőszaki kompetenciának. E kompetencia magában foglalja az emberi

tevékenység okozta változások megértését és az ezzel kapcsolatos, a fenntartható fejlıdés

formálásáért viselt egyéni és közösségi felelısséget. „

(NAT, 2007)

63

6.1.3. Multimédia az oktatásban

A szakos tanítási gyakorlatomon digitális táblával dolgozhattam, amit

nagyon hasznosnak találtam. Azon praktikus okon felül, hogy nem kell bajlódni a

krétákkal, sok lehetıség adódik használata során. Könnyen be tudunk mutatni

animációkat, videókat, hanganyagokat, és mindezt egyszerre úgy, hogy nem kell

átrendezni a termet – értékes idıt takaríthatunk így meg az órából – külön-külön

layereken. Tehát egymással összehasonlítva, egymás mellett egy idıben

mutathatunk be szemléltetı anyagokat. Az új módszerekkel, a NAT-tal harmonikusan

az említett két fontos kompetencia területet is érintjük, az IST3-t – hiszen a diákok is a

digitális táblán dolgoznak, ha valamilyen feladatot oldanak meg –, valamint a

természettudományos kompetenciát.

A teljesség igénye nélkül következzen néhány érdekes, új lehetıség a

multimédia, a technika fejlıdése révén adta lehetıségek nyomán (fókuszban a

légköri folyamatok és megfigyelések):

→ Digitális meteorológiai állomások:

Segítségükkel a légkör legalsó rétegeinek állapotáról kapunk információkat.

Egyre elterjedtebbek az internetre kapcsolható változatok, melyek segítségével a

mérések folyamatosak lehetnek, nem szükséges emberi felügyelet. Az adatsorokat

szerverek tárolják adatbázisokban, könnyen felhasználható, statisztikai vizsgálatokra

alkalmas módon, lehetıséget teremtve a kutatásra.

→ Lassított felvételek:

3 IST: Információs Társadalom Technológia (Information Society Technology), a továbbiakban: IST)

64

Segítségükkel egy új

világ tárul elénk,

megfigyelhetjük például a

hullámok és a villámok

terjedését (lásd 6.1. ábra), azok

tér- és idıbeli mintázatát, a

nagyon gyors és a

nagyságrendekkel lassabban

lezajló mozgások kapcsolatát.

A technológia bár

rendkívüli bepillantást enged

más „dimenziókba”,

rettenetesen drága, így az oktatásban egyelıre nincs elterjedve a hozzá szükséges

eszközpark.

→ Gyorsított felvételek (lásd 6.2. fejezet)

(NAT, 2007). Földünk-környezetünk témakör 7-8. évfolyam

„2. Információszerzés és –feldolgozás: A számítógéppel támogatott együttmőködı tanulás elısegítése

földrajzi-környezeti témájú digitális tananyagok használatával.”

6.2. Gyorsított felvételek alkalmazása az oktatásban

Akár a korábban említett digitális tábla, akár egy számítógép segítségével

olyan folyamatokat szemléltethetünk, amit a korábbi rendelkezésre álló eszközökkel

nem. Ha egy hétköznapi 25 frame/s-os videó felvételt kellıen felgyorsítunk, a szabad

szemmel nagyon nehezen észrevehetı mozgást végzı, a légkörben zajló

folyamatokat mutató felhık életre kelnek, átalakulnak, néha megszőnnek, a

cumulusok fortyognak a szemünk elıtt. Egy-egy jól sikerült felvételsorozaton akár

mammatus képzıdés, örvények, extrém esetben tuba kialakulása is megfigyelhetı.

Láthatjuk, ahogyan a különbözı szinteken más-más irányba vonulnak a felhık. A

szupercella struktúrája is kirajzolódhat, az általában óramutató járásával ellentétes

forgó mozgást végzı rendszer elıoldala látványos, ahogy a hidegfronti olló záródva

6.1. ábra: Felvétel a villám terjedésérıl (Forrás:

http://www.youtube.com/watch?v=_X_7YRVGvtA)

65

a meleg nedves levegı be- illetve feláramlásának egyre kevesebb helyet hagy (lásd

2.7. ábra).

De kitekintve a saját témámból, gyorsított felvételeken tanulmányozható

jelenségekként gondolhatnánk a növények fejlıdésére, egy virág kinyílására, a hó és

jégtakaró olvadására és még sorolhatnánk. Kutatók a sarki jégtakaró

visszahúzódását ilyen módon is megfigyelték mőholdas képsorozatok egymás után

főzésével, így komoly tudományos munkák alapját is képezhetik ezek a felvételek.

A felvételek analíziséhez kapcsolódó feladatok, elemzések összetettségét

természetesen az adott korosztályhoz mérten kell kialakítani. A módszer

segítségével a diákok könnyebben megérthetik a folyamatok tér- és idıbeni

lefolyását, ráadásul látványos, emlékezetes élményben is részesülnek.

Véleményem szerint a diákok rendkívül fogékonyak a látványos, érdekes

bemutatókhoz kapcsolt tudásanyagra. A több érzékszervhez kapcsolt információ

csomagot könnyebb megjegyezni, így hosszú ideig emlékezni fognak a tanórára,

foglalkozásra és a hozzá kapcsolódó tananyagra, ha számukra érdekes

eredményeket produkáló – aktív cselekvést szükségessé tevı, Hogyan készítsünk

gyorsított felvételeket? 2. Melléklet – feladatot kapnak. Ha a foglalkozást nem

tanulásnak tekintik, hanem játéknak, szinte észrevétlenül sajátítják el a fogalmakat,

tudásanyagot, akár lexikális ismereteket is. A cél, hogy belsı igénnyé alakítsuk

bennük a tudományos kíváncsiságot, az összefüggések megértésére irányuló

törekvést, a környezettudatos életmódot.

6.3. Tanítási tapasztalatok, óravázlatok, NAT-i megfeleltetés

A környezettan tanítási gyakorlaton, amit a Radnóti Miklós Gyakorló

Gimnáziumban töltöttem, az óráim egy részét az extrém idıjárási események és a

globális klímaváltozás kapcsolatáról tartottam. Akkor már régóta készítettem,

győjtögettem a légkör változásait bemutató nagyfelbontású gyorsított felvételeket,

ami illeszkedett az újfajta elvárásokat is támasztó oktatási irányvonallal, így fel is

használtam ıket a tanórán. A cél ezen a téren annak vizsgálata volt, hogy milyen

eredményeket lehet elérni, könnyebben értik-e meg a jelenségeket a diákok, ha

gyorsítva látják a légkörben zajló folyamatokat.

66

A célom tehát különbözı területi diszciplinákat összekötı, a gondolkodásra,

az asszociációs képességre pozitívan ható tananyag összeállítása volt. A 2. óra

felére már a globális problémákra rámutató vitát terveztem, melyet az alábbiakban

részletezek.

NAT. Földünk-környezetünk témakör 7-8. évfolyam

„6. fejlesztési feladat. Tájékozódás a környezet kölcsönhatásairól. Az emberi tevékenységek által

okozott környezetkárosító folyamatok felismertetése. A környezetkárosító hatások következményeinek

csökkentésére irányuló hazai és nemzetközi erıfeszítések érzékeltetése.”

A két órát felölelı tananyag célja összetett, egyrészt a diákok fizikai és

természettudományos, akár tapasztalati tudásbázisának, illetve mőveltségének

elmélyítése, a viharok kialakulásában fontos szerepet játszó légköri folyamatok

bemutatása, a multimédia adta új lehetıségek révén, másrészt a természet és a

társadalom kapcsolatának feltárására irányuló, témához kapcsolódó, korunkat érintı

globális problémákra rámutató vita kialakítása volt; oly módon, hogy a diákok maguk

jöjjenek rá, mondják ki, vagy vezessék rá egymást az összefüggésekre. A pusztító

viharok, extrém idıjárási jelenségek tér- és idıbeli elıfordulási valószínőségét az

antropogén hatásból eredı tényezık – CO2 kibocsátás - üvegházhatás, és a

visszacsatolások – is befolyásolhatják. Így egy lexikális ismereteken alapuló, a

folyamatok megértésén átvezetı tudásanyag a végén egy komplex, akár az egész

társadalomra kiterjedı problémakörre mutathat rá. Mindezt úgy, hogy a modern

technika adta új lehetıségeket kiaknázva a gyerekek a gyorsított felvételeken

láthatják az idı kerekének forgását, a légkörben zajló folyamatok néhány felgyorsított

elemét.

Az alábbiakban a 2006-os tanításom ütemtervét és óravázlatait csatolom, ahol

a fentebb vázolt technikát (gyorsított felvételek), valamint földrajz óra részelemeként

tárgyalt légköri folyamatokat (extrém idıjárás) kapcsoltam össze a globális

felmelegedés problémakörével.

67

Ütemterv Környezettan szakmódszertan

Szakos tanítási gyakorlat: Környezetvédelem TKN-415/KÖR 2006/ősz

Vezető tanár: Gulyás János

Tanárjelölt neve: Nagy Márk ELTE Radnóti Miklós Gyakorlóiskola

Az óra témája: Osztály Idıpont

Felhőképződés jelenségének tárgyalása, felhőfajták,

csapadékképződés folyamata, a csapadékok fajtái

8. c. 2006. 10. 03.

A globális klímaváltozás jelensége és a szélsőséges

időjárási események közötti összefüggések

tárgyalása

8. c. 2006. 10. 05.

Hıszennyezés kérdésköre 10. c. 2006. 11.

Elektromos áram előállításának lehetőségei, galván

elemek, modern akkumulátorok

8. c. 2006. 11.

A megújuló energiaforrások hasznosításának

lehetőségei (Vizsgatanítás)

8. c. 2006. 11.

Óravázlat

Készítette. Nagy Márk Vezető tanár: Gulyás János

ELTE Radnóti Miklós Gyakorlóiskola 8.c. Osztály 2006.09.27.

Téma: Felhőképződés jelenségének tárgyalása, felhőfajták, csapadékképződés folyamata, a csapadékok fajtái.

Az óra menete

Az előadás anyaga

Módszer

Felhasznált eszközök

Idı

Bemutatkozás, a következő két óra témájának vázlatos ismertetése.

Előadás

0.-3. perc

Mi is a felhő?

A felhők kialakulásának

Képek,

Táblarajz, video

68

okai. Megbeszélés 4.-15. perc

Az atmoszféra felépítése, a felhők alapvető osztályozása.

Megbeszélés, Elıadás

Táblarajz

16.-20. perc

A főbb felhőtípusok bemutatása.

Előadás, Megbeszélés,

Képek

21.-23. perc

A csapadékfajták kérdéskörének tárgyalása:

Nem hulló csapadékok: harmat, dér, zúzmara (kristályos, folyékony, durva)

Hulló csapadékok: Szitálás, záporeső, ónos eső, eső, hó, hózápor, hódara, jégdara, fagyott eső, jégtű, jégeső.

Megbeszélés,

Előadás, kvízjáték

Képek, Video

24.-32. perc

A villámlás és a jégeső okai, a szivárvány.

Megbeszélés Képek 33.-40. perc

Összefoglalás, a következő óra bevezetése.

Összefoglalás

41.-45. perc

Óravázlat

Készítette. Nagy Márk Vezető tanár: Gulyás János

ELTE Radnóti Miklós Gyakorlóiskola 8.c. Osztály 2006.10.01.

Téma: A globális klímaváltozás jelensége és a szélsőséges időjárási események közötti

összefüggések tárgyalása.

Az óra menete

Az előadás anyaga

Módszer

Felhasznált eszközök

Idı

Az előző óra áttekintése, az esetlegesen, azóta felmerülő kérdések megbeszélése.

Megbeszélés

0.-3. perc

Mit értünk extrém időjárás alatt? Miben nyilvánul ez meg? A mi életünkre milyen hatással van?

69

Kérdéskör megvitatása Vita 4.-10. perc

extrém időjárási események és néhány hozzájuk kapcsolódó folyamat bemutatása gyorsított felvételek segítségével: Zivatarfejlődés /üllőkeletkezés, csapadék kihullás, összeáramlás, zivatar áthelyeződés, tuba forgás, tornádó, szupercella, stb, bemutatása.

Megbeszélés, Elıadás

Képek, Táblarajz, video

11.-25. perc

A globális klímaváltozás jelensége és a

szélsőséges időjárási események közötti

összefüggések tárgyalása.

Vita, szabad asszociációs beszélgetés

Képek

26.-40. perc

Összefoglalás, a következő óra bevezetése. Összefoglalás

41.-45. perc

Az elsı óra a légkörrel kapcsolatos alapismereteik felelevenítésével

kezdıdött, majd az új témát kezdtük meg feldolgozni a diákokkal, majd a második

óra a tematikám szerint az igazán látványos elemek és az interdiszciplináris

beszélgetést tartalmazta. Sokat kommunikáltam velük, célom az volt, hogy elıadás

helyett egy interaktív, interakciókkal teli jó hangulatban zajló, de mégis hasznos

tudásanyagot átadó órát illetve órákat tartsak. A diákok megfelelı partnereknek

bizonyultak ebben, kíváncsiak, érdeklıdıek voltak. Sok illusztrációt is felhasználtam,

képek, táblarajzok, és egyfajta kísérlet keretein belül gyorsított felvételek formájában.

Sikerült az idıt megfelelıen beosztanom; az elsı órára tervezett anyag feldolgozása

némileg áttolódott a második óra elejére, de ez nem jelentett problémát az óra végi

beszélgetés lett 3-4 perccel rövidebb. Elmondható, a 2 óra alatt nem lankadt a diákok

érdeklıdése, végig aktívak voltak, részt vettek a közös, játékos munkában, a

gyorsított felvételek láttán pedig sokszor felszisszentek, – „huh, de durva”, „ez

tényleg ilyen”, „félelmetes” – hallottam elszórtan a megjegyzéseket. Ezt vezetı

tanárom Gulyás János is megerısítette akkor.

A diákok rendkívül tájékozottak voltak a témában, ami természetesen

tanáraik érdeme. Az alapismereteik sziklaszilárdak voltak, érzıdött, hogy már sok

helyen hallottak a tárgyaltakról. Valószínőleg ennek volt köszönhetı, hogy gyorsan át

lehetett terelni gondolataikat a globális klímaváltozás problémakörére. Az órák jó

70

hangulatban, pörgısen teltek, a tanulók végig aktívak voltak, a légköri folyamatokat

bemutató videókat különösen élvezték.

(NAT, 2007). Földünk-környezetünk témakör 7-8. évfolyam

„1. általános fejlesztési feladat.

Földrajzi-környezeti megfigyelések, mérések, vizsgálódások végzése megfelelı eszközök

használatával, tanári irányítással. Demonstrációs kísérletek irányított értelmezése. Megfigyelések,

vizsgálatok, kísérletek tapasztalatainak önálló leírása, eredményeinek rögzítése és értelmezése.”

6.4. Légköri folyamatok megfigyelése terepgyakorlaton, erdei iskolában

A légköri folyamatok terepi megfigyelése is nagyban segítheti az órai

munkát. Egy természet közeli élmény, ha a diák a bırén érzi a szelet, a levegıben

az esı illatát, látja a magasra törı gomolyfelhıket, emlékei sokáig elevenek

maradnak. Biológia-környezettan szakos tanulóként, élettan órákon az agyi

mőködések kapcsán a memóriáról is sokat tanultunk. Kutatások is igazolják, hogy

minél több érzékszervhez kapcsolunk egy információcsomagot, annál biztosabb,

hogy az emléknyom megmarad. Ez önmagában is logikus, hiszen így az agy több

területén ırzıdnek meg emléknyomok, és az asszociációs kéreghez is jobban

kapcsolódik.

Az egyik környezettan terepgyakorlaton – a Gerecse-hegységben – Bartholy

Judit (Meteorológia tanszék) tanárnı tartott egy foglalkozást hasonló témában, a

természetben. A különbözı észlelhetı felhıtípusokat, kialakulásuk elméleti hátterét

beszéltük meg a csoporttal, a mai napig emlékszem az ott látottakra.

Földrajz vagy fizika óra keretein belül, terepgyakorlaton vagy erdei iskolában

kitőnı módszer a légkör megfigyelése, az alább részletezett folyamatok könnyebb

megértése, tanulmányozása végett.

A feladat speciális jellege okán érdemes a tanítási idıszak végéhez közeli

idıpontot választani (például májust, ugyanis az év ezen szakaszában szinte minden

nap láthatunk konvektív folyamatokat és/vagy egyéb érdekes jelenségeket. Esetleg

erdei iskolában komplex projektek keretein belül részfeladatként egy délutáni közös

foglalkozáson, ahol célzottan úgy is a tapasztalat közeli tanulás szellemében

71

tevékenykednek a diákok. A megfigyeléshez nem kell más, csak egy tisztás vagy egy

kis domb, ahova leülve, az égre tekintve a csoport közösen szemrevételezheti a

felhızetet és következtethet a légkör állapotára. Ha vihar közelítene, biztonságos,

védett helyrıl érdemes végignéznünk, hogyan vonul át felettünk – egyfajta

biztonságos viharvadászat keretein belül – a zivatarcella. Ilyenkor beazonosíthatjuk

azokat a struktúrákat, amiket elméletbıl ismernek a diákok, esetleg gyorsított

felvételeken, vagy animációkon láttak.

Néhány jelenség, illetve állapot, amibıl könnyen következtetéseket

vonhatunk le a megfigyelések által:

- kondenzcsík: amennyiben hosszú ideig megmarad, a légkörnek magas

nedvességtartalma,

- ferde cumulus (gomoly) felhık: a szél a magassággal markánsan változik,

nagy a szélnyírás,

- különbözı magassági szinteken más irányba futó felhık: a szélirány módosul,

elfordul a magasabb rétegekben, nagy a szélnyírás,

- magasra törı, vertikálisan nagy kiterjedéső, üllıs felhık: labilis légkörre utal,

akár hevesebb zivatar is kialakulhat,

- virgák, függıleges csíkok a felhı alatt: csapadékhullás tapasztalható,

- lapos felhık: stabil légrétegzıdésre utal, stb.

Zivatarfelhı megfigyelése esetén: a struktúrájából, formájából a vihar

típusára, erısségére is következtethetünk. A villámlások gyakorisága, a

mennydörgés, a felhı színei mind-mind utalnak a várható veszélyekre. A

megfigyeléssel párhuzamosan tanácsokat adhatunk a tanulóknak, hogyan

viselkedjenek akkor, ha a vihart nem tudják elkerülni; mi nyújt védelmet a villámlás

ellen, hogyan minimalizálják az esetleges személyi sérüléseket, anyagi károkat. Itt

nyomatékosíthatjuk, hogy tavaink viharjelzési rendszerét folyamatosan figyelnünk

kell, másodfokú viharjelzés esetén pedig azonnal ki kell jönnünk a vízbıl, ilyenkor

tilos a fürdızés!

Néhány lehetséges, a megfigyelésekhez kapcsolható téma földrajz és fizika órához:

72

1. A konvekció és a napsugárzás kapcsolata

2. Verikális kiterjedéső felhık kialakulásának okai

3. A villámlás elméleti alapjai

4. Jégesı kialakulásának okai

5. A zivatar fogalma

6. A szélnyírás jelensége

7. Szupercellák kialakulásának okai, jellemzıi

8. Viharokhoz kapcsolódó kísérıjelenségek megfigyelése (tuba, tornádó)

9. Zivatarok kifutószelének magyarázata

10. felhajtóerı

11. adiabatikus folyama

73

Összefoglalás

A két év során elıforduló SC-k trajektória és életciklus analízise után a

következı konklúziókat vontam le. A radarképen jól azonosítható HP szupercellák

száma évente átlagosan 30 db volt, hasonlóan, mint egy korábban készített

részleges tanulmányban is (Polyánszki, (2004)). Eloszlásuk jellegzetességeket

mutat, az országban több elkülöníthetı SC pályaútvonal rajzolódik ki, a cellák

méretére és fennállási idejére vonatkozóan is sok értékes és érdekes statisztikai

eredményt kaptam munkám során már két év analízise után is, lásd. 3.1.-3.13 ábra.

Megvizsgáltam milyen idıjárási helyzetekhez kötıdnek leginkább a szupercellák,

megfigyeltem a havi eloszlásukat, valamint az észlelt tornádók és tubák térbeli

eloszlásának és a szupercellák fıbb útvonalainak korrelációját.

Messzemenı következtetéseket azonban nem szabad levonnunk, sem a

pályaanalízis, sem az egyéb vizsgált paraméterekkel kapcsolatban, az értékek

viszonylag nagy szórása és a 2009-2010-es évek közti eltérések is figyelmeztetnek

arra, hogy több év analízisére lenne szükség.

A szakmódszertan keretein belül azt vizsgáltam, hogyan lehet újfajta – a

technika fejlıdése adta lehetıségeket kiaknázva – szemléltetı, a könnyebb

megértést segítı módszereket felhasználni, illeszteni a tanórához. A gyorsított

felvételek alkalmazása a tapasztalatok alapján hasznosnak bizonyult a folyamatok

megértésének elısegítésére.

Vizsgáltam továbbá a holisztikus szemlélető oktatás lehetıségeit, mely

keretein belül a különbözı diszciplinákat kötöttem össze az adott óra témájával,

ösztönözve a diákokat az összefüggések keresésére, s ezzel összhangban a

tudományterületek közötti kapcsolatrendszer megértésének fontosságára.

Az összefüggések mélyebb ismerete és megértése vezethet ahhoz, hogy a

igazán értékesnek és pótolhatatlannak lássuk, érezzük környezetünket. Ha belsı

indíttatású az igény, magunkkal szembeni természetes elvárásként jelentkezik a

környezettudatos életmód, nem kényszernek, egy kötelezı feladatnak, hanem inkább

– mint egy anya, aki vigyáz gyermekére – örömteli tevékenységnek éljük meg azt.

74

Melléklet

1. melléklet

Péczely-féle kódok:

1. kód: mCc: Ciklon hátoldali áramrendszere:

Magyarország a tıle kelet-északkeletre, a Baltikum vagy Ukrajna fölött tartózkodó ciklon hátoldali,

hidegfronti áramrendszerébe esik. A helyzet változékony, szeles, csapadékos idıt okoz, a Kárpát-

medencében. Nyáron hidegfront nélküli változata is kialakulhat olyankor, amikor Délkelet-Európa fölé

kiterjeszkedik a DNY-ázsiai termikus depressziós terület, ám ilyenkor a bárikus gradiens jóval kisebb,

az idıjárás kedvez a helyi záporok, zivatarok kialakulásának.

2. kód: AB - Anticiklon a Brit-szigetek térségében

Részben az azori anticiklon északra helyezıdése, részben a sarki-medencébıl délre hatolt anticiklon

miatt magas nyomású terület alakul ki a Brit-szigetek vagy az Északi-tenger felett. Megjelenése

Magyarországon hidegfront átvonulásához kapcsolódik, élénk északi-északnyugati áramlást idéz elı

térségünkben. A helyzet nyári stabilizálódása esetén Közép-Európa felett jóval kisebb a bárikus

gradiens; ilyenkor száraz, derült, tartósan meleg idıjárást okoz hazánkban.

3. kód: CMc – Mediterrán ciklon hátoldali áramrendszere

A helyzet olyan módon jön létre, hogy egy mediterrán ciklon a Balkán-félsziget és a Fekete-tenger

térsége felé mozdul el, s hazánk e ciklon hátoldali hidegfronti áramrendszerébe kerül. A légáramlás

iránya Magyarország felett északi-északkeleti, sebessége fıként a Dunántúlon eléri a viharos

fokozatot.

4. kód: mCw – Ciklon elıoldali áramrendszere

A Magyarország feletti áramlást középpontjával Északnyugat/Nyugat-Európa térségében

elhelyezkedı ciklon irányítja. Hazánk területe a ciklon melegfrontjának hatása alatt áll, vagy annak

melegszektorába esik.

5. kód: Ae – Anticiklon Magyarországtól keletre

A tılünk keletre, középpontjával Ukrajna felett elhelyezkedı anticiklon déli-délkeleti áramlása

érvényesül. Az idıjárási frontok csapadékzónái hazánktól nyugatra esnek. A helyzet fennállásakor

nyáron meleg, télen gyakori köd és zúzmaraképzıdés jellemzı. A hideg évszakban a Keleti-Kárpátok

vonulata módosítja az izobárok futását és az anticiklon talajközeli hideg légtömegei a Déli-Kárpátokat

megkerülve áramlanak be a medencébe (ez az ún. Kossava-helyzet).

75

6. kód CMw: mediterrán ciklon elıoldali áramrendszere:

A Magyarország fölötti áramlás meghatározója a Földközi-tenger középsı részei fölött képzıdött és

az Adria térségébe áthelyezıdött ciklon. A ciklon melegfrontja áthalad hazánk területe fölött, az ıszi

és téli hónapokban kiadós esızéseket, havazásokat okoz.

7. kód zC: zonális ciklonális:

Fennállásakor a frontálzóna európai szakasza az 50. fok szélességi kör közelében húzódik, az

áramlás Ny-K-i irányú. Észak-Európát gyors vonulású ciklonok érintik, frontrendszereik áthaladnak

Magyarország területén. Szeles, változékony idıjárás jellemzi.

8. kód Aw: Nyugatról benyúló anticiklon:

Olyan módon jön létre, hogy az azori anticiklon északabbra húzódásakor /elsısorban nyáron/ annak

nyúlványa egészen Közép-Európa térségéig hatol elıre. Megjelenése általában hidegfront

átvonulásával kapcsolatos, élénk északnyugatias áramlást eredményez a Kárpát-medencébe

térségében.

9. kód As: Anticiklon Magyarországtól délre:

A Földközi- tenger medencéje fölött anticiklon helyezkedik el, a Kárpát-medence ennek északi

pereméhez tartozik. A frontálzóna európai szakasza a 60

fok szélességi kör táján húzódik. Az áramlás Ny-K-i irányú, az ciklonok északabbi pályán mozognak,

frontrendszereik Magyarország területét nem érintik.

10. kód An: anticiklon Magyarországtól északra:

Hazánktól északra, középpontjával a Baltikum vagy Lengyelország fölött anticiklon helyezkedik el,

mely télen magasnyomású gerincet képezve a Brit-szigetektıl egészen Kelet-Európáig terjed.A hideg

évszakban gyakran megfigyelhetı, hogy a Kárpátok vonulata módosítja az anticiklon talaj közeli hideg

légtömegeinek áramlását, s azok részint a Kárpátok és az Alpok között, részint az Északkeleti-

Kárpátok alacsonyabb gerincén át jutnak be a Kárpát-medence területére. Emiatt jellegzetes, ún.

körülölelı izobárok alakulnak ki a Kárpátok mentén, s a kétoldali hidegbetörés miatt a medence

belsejében esetenként orografikus okklúziós front képzıdik. A helyzet kialakulása általában Földközi-

tenger fölötti ciklontevékenységgel kapcsolódik, elsısorban a téli hónapokban.

11. kód Af: anticiklon fenn Skandinávia térségében:

Az anticiklon, mely hazánk légáramlását irányítja, fenn Skandinávia térségében tartózkodik,

jellegzetes hossztengelyének ÉK-DNY-i iránya. a Földközi-tenger fölött ciklonképzıdés figyelhetı

meg. Magyarországon észak-északkeleti légáramlást idéz elı, erıs téli lehőléseink jórészt ehhez a

makroszinoptikus helyzethez kapcsolódnak.

76

12. kód A: aniticiklon a kárpát-medence fölött

Mindazokat az anticiklonális helyzeteket ide soroljuk, amikor az anticiklon középponti része a Kárpát-

medence területére esik. ezek lehetnek ciklon rendszereket elválasztó gyorsmozgású ún. köztes

anticiklonok, az esetek nagyobb részében azonban hosszabb ideig tartózkodnak a Kárpát-medence

fölött. Tartózkodási idejüket télen meghosszabbítja az a jelenség, hogy a medence alján megrekedı

hideg légtömeg /hideg légpárna/ keletkezik. Tartós fennállása zavartalan napsütéses idıjárást biztosít,

télen erıs lehőléssel, jelentıs hımérsékleti inverziókkal, nyáron nagy melegekkel.

13. kód C: Cikloncentrum a Kárpát-medence fölött

A ciklon centruma a Kárpát-medencében helyezkedik el. Az esetek nagyobb részében átvonuló

mediterrán ciklon képzi, de elıfordulhat az is, hogy a ciklon egy veszteglıvé vált front mentén helyi

orografikus okokból itt keletkezik. Fennállásakor éles hımérsékleti kontraszt alakul ki Magyarország

területén: az ország északnyugati részei a ciklon hátoldali áramrendszerébe esve jóval alacsonyabb

hımérsékletőek, mint az elıoldali áramrendszerhez tartozó keleti területek.

2. melléklet

Gyorsított felvételek készítése és elemzése terepgyakorlaton

A csoportoknak szüksége lesz:

- egy digitális fényképezı gépre/ vagy bármilyen képfelvételre alkalmas digitális eszköz, mely

adattároló egységérıl le tudjuk késıbb tölteni az elkészült nyersanyagot

- egy számítógépre - asztali vagy hordozható -, amin a gyorsított felvételeket el lehet készíteni

- videó szerkesztı program

- számítógép kezelési jártasság

- a felvevıhöz egy állványzat, ami stabilan tudja tartani

Ha kiválasztottuk a megfelelı helyet a felvétel készítéséhez, rögzítsük úgy a felvételt

készítı eszközt, hogy az ne mozogjon, imbolyogjon. Ez fontos, máskülönben a felvételünk

használhatatlan lesz. A kamerát irányítsuk az ég felé, hogy a felhık látszódjanak. Ha analóg, vagy

digitális kameránk van, csak felvételi üzemmódba kapcsoljuk, és magára hagyjuk. Célszerő

felkészülni arra is, ha esetleg elered az esı. Ha digitális fényképezıgépük van, - nem mindegyik típus

alkalmas erre – állítsuk be a képkészítés sőrőségét 10-20 s-ra, de egy percenkénti képfelvétel

sőrőség sem rossz. Ez a gyorsítás már elegendı ahhoz, hogy szabad szemmel illetve a mi

idıléptékünkkel is jól érzékelhetıvé váljanak a mozgások. A digitális fényképezıgép elınye, hogy

nagyon nagy felbontásban rögzíti az információkat, a rögzített folyamatok apróbb részletei is

kirajzolódnak ez által. Ha normál videó felvételünk van, akkor a felvétel számítógépre másolása után

egy videó szerkesztı program ( sony vegas; adobe premier ) segítségével felgyorsítjuk a felvételt és

77

így rendereljük ki a felvételt. Szerencsére ezekbe a programokba képsorozatokat is be lehet

importálni, így nincs más dolgunk, mint az elkészült fotóinkat beimportálni, és ezután kirenderelni egy

videó fájlba. Így jó minıségő, rettentı érdekes, a légkörben lezajló, - ha szerencsénk van konvektív -

folyamatokat láttatni engedı videó anyaghoz juthatunk.

Folyamatok, melyeket láthatunk a módszer segítségével:

- kondenzációs szint

- feláramlás (konvekció)

- felhıképzıdés

- szélnyírás

- vertikális rétegzıdés

- üllıképzıdés

- troposzféra felsı határa

- stb

78

FELHASZNÁLT IRODALOM

Bailey, R. G., 1988: Ecoregions. The Ecosystem Geography of the Oceans and

Continents. Springer. 4. 33.

Brandes, E. A., 1978: Mesocyclone evolution and tornadogenesis: Some

observations. Mon. Wea. Rev., 106: 995–1011.

Dr. Czelnai, R., Dr. Szepesiné, D., 1986: Meteorológia. Akadémiai Kiadó. Budapest.

Csonka, T., 2007: Konvektív folyamatok vizsgálata a nedvesség konvergencia

felhasználásával. A légköri konvekció. OMSZ kiadvány, Budapest.

Doswell, C.A., Burgess, D.W., 1993: Tornadoes and Tornadic Storms: A Review of

Conceptual Models. Geophysical Monograph 79, Amer. Geophys. Union, 161-172.

Doswell, C.A. III. 1993: What is supercell? Amer. Meteor. Soc., 641.

Fábián, A., 2010: PPL kézikönyv, A repülıgép-vezetés elmélete, 162-192, Budapest.

Fujita, T.T., 1981: Tornadoes and Downbursts in the Context of Generalized

Planetary Scales. Atmos. Sci. 38. 8.

Geresdi, I., 2007: Csapadékképzıdés zivatarfelhıkben. A légköri konvekció. OMSZ

kiadvány, Budapest.

Götz, G. és Rákóczi, F., 1981: A dinamikus meteorológia alapjai. Tankönyvkiadó,

Budapest.

Dr. Horváth, Á., 2007: A légköri konvekció összetevıi. A légköri konvekció. OMSZ

kiadvány, Budapest.

Levizzani, V., Setvák, M., 1996: High-Resolution Satellite Observations of Plumes on

Top of Convectives Storms. Atmos. Sci. 53. 3.

Markowski, Paul M., Jerry M. Straka, Erik N. Rasmussen, 2002: Direct Surface

Thermodynamic Observations within the Rear-Flank Downdrafts of Nontornadic and

Tornadic Supercells. Mon. Wea. Rev., 130, 1692–1721.

79

Markowski, Paul M., 2002: Hook Echoes and Rear-Flank Downdrafts: A

Review. Mon. Wea. Rev., 130, 852–876.

Mersich, I., Práger, T., Ambrózy, P., Hunkár, M., Dunkel, Z., 2003: Magyarország

éghajlati atlasza. OMSZ, Budapest.

Orlanski, I., 1975: A rational subdivision of scales for atmospheric processes. Bull.

Amer. Meteor. Soc., 56, 527-530,

Dr. Péczely, Gy. , 2006: Éghajlattan. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest.

Polyánszky, Z. és Horváth, Á., 2007: Szupercellák. A légköri konvekció. OMSZ

kiadvány, Budapest.

Práger, T., 1982: Numerikus prognosztika I. A hidrodinamikai elırejelzés elmélete.

Egyetemi jegyzet, Tankönyvkiadó, Budapest.

Sándor, V. és Wantuch, F., 2004: Repülésmeteorológia. OMSZ, Budapest.

Weisman, Morris L., Rotunno, R., 2000: The Use of Vertical Wind Shear versus

Helicity in Interpreting Supercell Dynamics. J. Atmos. Sci., 57, 1452–1472.

Nemzeti Környezeti Nevelési Stratégia, OM segédlet 1998

Felhasznált internetes oldalak:

- htttp://www.idokep.hu

- http://www.szupercella.hu

- http://www.metnet.hu

- http://www.met.hu – Archívum / Országos radarképek

- http://nimbus.elte.hu

- http://www.wikipedia.hu

- http://weather-warehouse.com

- http://www.wetterzentrale.de – Kartenarchiv

- http://www.nefmi.gov.hu –NAT

80

Köszönetnyilvánítás

Hálával tartozom Kurunczi Ritának a munkám lektorálásában nyújtott szakmai

segítségéért, hogy saját problémáival nem törıdve olykor éjszakába nyúlóan segített

a felmerülı hibák kijavításában, megkeresésében.

Szeretném kifejezni köszönetemet témavezetımnek, dr. Horváth Ákosnak, aki

a kezdeti nehézségek ellenére végig türelemmel kísérte munkámat, szakmai

tudásával, megjegyzéseivel napról-napra segítette dolgozatom fejlıdését.

Hálával tartozom családomnak, barátaimnak és munkatársaimnak, a

végtelennyi türelemért, lelki támogatásért, bíztatásért, melyet e munka elkészülte

közben tanúsítottak.

Külön hálával tartozom az Idıkép.hu észlelıinek, és munkatársaim

segítségéért, a rendelkezésemre bocsátott nagyfelbontású radarképekért, a

szupercella.hu szakmai elemzéseit íróknak, akik közremőködésével lehetıségem

nyílt számos adatbázis publikum számára nem elérhetı, nagyobb tér- és idıbeli

felbontású adataival dolgozni. Ezúton szeretném megköszönni nekik a dolgozathoz

főzött segítı megjegyzéseiket is.