Předpověď konvektivních jevů

Předpověď konvektivních jevů

Modelové podklady pro předpovědi bouřek ve VW M. Sandev - CPP

PRODUKTY VE VW (CPP)• Analýza makro synoptických polí

1. Multi view -> a. analýza podmínek – bourkyProdukt dostupný v 6h. kroku (00,06,12 a 18 UTC), základ OSA korigovaná daty z

ECMWF, analýza proudění a vektor pohybu bouří jsou předpovědí z ECMWF. Produkty (části) jsou k dispozici cca 2 h. po UTC.

2. _Bourky/Analyza vlhkosti MSGProdukt dostupný v 15 min. kroku, základ data z MSG (BT IR, diff. IR), radar,

blesky, data z modelů (oblačnost, VPB), synop. Produkt je k dispozici cca 15 min. po termínu. POZOR NA PARALAXU!!!

3. _Bourky/Analyza proudeniProdukt dostupný v 6h. kroku (00,06,12 a 18 UTC), základ předpověď (na +6 a +12 h.) z vybraného modelu.

4. Multi view -> b. základní pole (GP T RH MSLP) a podporaZákladní výstupy z modelů (jako průměr ze 4/2 modelů), GP (500 hPa, 750 hPa), T (850 hPa, 500 hPa), RH (750 hPa), MSLP, PV ALAD a ECMWF (300 hPa, 850 hPa), Jet stream (300 hPa) dostupné v minimálně 3 h. kroku. Data z aktuálního termínu 00 a 12 UTC jsou k dispozici po přijetí dat z posledního z nich (obvykle ECMWF).

PRODUKTY VE VW (CPP)• Spouštění konvekce

1. _Bourky/Konvergence prumerProdukty Konvergence jsou dostupné přes parametr Divergence (znaménko -) a to ze všech modelů v hladinách 1000 a 850 hPa. K tomuto produktu jsou přidány i proudnice a GP v odpovídajících hladinách.

2. _Bourky/MoconKonvergence přízemní vlhkosti z Aladina – při výrazných čarách konvergence ho lze použít, jinak se hodně často vyskytují falešné čáry (šumy)

3. _Bourky/Směr vetruRychlost a směr větru včetně barevného rozlišení směru větru je k dispozici pro všechny modely a dostupné hladiny. Lze kombinovat s přízemním tlakem.

4. _Bourky/Změna smeru vetruRychlost a směr větru včetně barevného rozlišení změny směru větru za poslední hodiny z Aladina je k dispozici pro všechny hladiny. Lze kombinovat s přízemním tlakem.

5. _Bourky/Srazkova vodaProdukt dostupný ze všech modelů – velmi dobře znázorňuje oblast s možným vznikem konvekce, pozorně sledovat oblasti nad 25 mm.

6. _Bourky/Vlhkost xxxxxxVhodná (barevná) kombinace hodnot RH v nižších vrstvách atm. (do 925 hPa) a

nad ní (do 500 hPa), vždy vyjádřená průměrnými hodnotami z hladin v těchto vrstvách. Je vhodné přeložení se srážkovou vodou. U regionálních modelů (zejména u Aladina) velmi dobré výsledky, globální modely jsou horší.

7. _Bourky/Instabilita a vlhkostVelmi komplexní produkt vhodný nejen pro analýzu spouštění konvekce, zejména

čáry instability, ale i pro sledování jejího vývoje. Základ tvoří pole instability zahrnující v sobě LI a SI a příhodné pole RH (parametry nastaveny dle Check listu) Zároveň ho lze použít i v kombinaci s CAPE a CIN nebo vektorem pohybu bouří, popřípadě i aktuálními informacemi o blescích (velmi vhodný produkt pro nastavení parametrů Nebo pro zpětnou vazbu – case studies).

PRODUKTY VE VW (CPP)• Spouštění konvekce

PRODUKTY VE VW (CPP)• Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů

Instabilita/vlhkost (kromě již zmíněných produktů)

1. _Bourky/CAPE+LI nebo CAPE MU AladinKombinace ML CAPE a LI dostupná ze všech modelů a také jako průměr z

modelů. Průměr je vhodný, zejména při vysokých hodnotách CAPE.

3. _Bourky/CINVhodné barevné zabarvení CINu. U GFS se jedná o výstup přímo z modelu, nově je k dispozici i z Aladina (má někdo s ním zkušenost?!).

2. _Bourky/SI nebo SI prumer nebo LI a SI nebo LI a SI prumer Samostatně SI nebo v kombinaci s LI včetně průměru z modelů. Kombinace LI a SI je vhodným ukazatelem instability (nepřítomnost LI v nočních hodinách je někdy kompenzována SI).

Instabilita/vlhkost (kromě již zmíněných produktů)

4. _Bourky/Vertikalni gradient teploty Lze vybrat vertikální gradient teploty v několika vrstvách (zem - 925 hPa, 850 hPa – 500 hPa a 700 hPa – 500 Hpa). Produkt dostupný ze všech modelů. Je správně nastaven v Check listu?

6. _Bourky/Smesovaci pomer (mixing ratio)Produkt dostupný z modelu Aladin a ECMWF ve všech hladinách (praktické

použití v 1000 hPa)

5. _Bourky/Vlhka potencialni teplota (wet bulb potential temperature)Potenciální teplota vlhkého teploměru v hladinách v 1000 Hpa a 700 hPa je dostupná jenom z Aladina. Tento produkty lze použit i pro vznik/sledování čáry

instability.



Proudění/střih větru

1. _Bourky/Strih vetru nebo Strih vetru a VPBVýstupy vypočítané ve VW a to pro hladiny 0 – 1000 m, 0-3000 m a 0 až 6000 m Lze kombinovat i s VPB. Produkt dostupný ze všech modelů. Lze použít i průměr z modelů. U druhého produktu je navíc barevně rozlišená pravotočivost bouří.

3. _Bourky/Sweat indexProdukt dostupný ze všech modelů i jako průměr z modelů.

2. _Bourky/Helicita Aladin (GFS) Produkt dostupný jen z dvou modelů, lze vybírat mezí SREH1 a SREH3. GFS dává příliš velké oblasti se SREHem.

Podpora

1. _Bourky/Jet stream Směr a rychlost větru v 300 hPa jsou dostupné ze všech modelů, lze použit i

průměr z modelů.

2. _Bourky/Potencialni vorticita Aladin Produkt dostupný jen z Aladina ve dvou hladinách 300 hPa a 850 hPa


PRODUKTY VE VW (CPP)• Předpověď konvektivních procesů (teplá polovina roku)

Komplexní výstupy

1. Multi view -> c. vlhkostne – teplotni podminkyKombinace více parametrů, které určují možnost vzniku a vývoj konvektivních

jevů z hlediska teplotních a vlhkostních podmínek. Primárně je určen pro Aladina, s omezením lze použít i pro jiné modely.

3. Multi view -> e. strih vetru – indexy Kombinace více parametrů, které určují možnost vzniku a vývoj konvektivních jevů z hlediska proudění a střihu větru. S omezením lze použít pro všechny modely.

2. Multi view -> d. instabilita – indexyKombinace více parametrů, které určují možnost vzniku a vývoje konvektivních jevů z hlediska instability, produkt použitelný pro všechny modely (omezeni CIN u GFS).

Rady, tipy, triky • Předpověď konvektivních procesů (teplá polovina roku)

Koncepční modely!

• Proč srážky/nárazy větru z modelů nejsou vhodné pro vznik/sledování vývoje a určování intenzity konvektivních jevů? Je něco lepšího?

U GM •velký krok v síti – nemožnost popsat jevy konvektivních rozměru, •velmi často tvorba mezo synoptických útvarů (zvlášť GFS), nevhodné k potřebné regionalizaci konvektivních jevů. •příliš velká území se srážkami (vajíčka). U RM •uspokojivá konvektivní schéma?! •občas zcela chybějí srážky (hlavně v teplém vzduchu), ačkoliv (hlavně Aladin) „produkují“ dostatečnou vlhkost.•neumějí interpretovat další vývoj samotných bouřek (matka rodí syny) – někdy jsou srážky nižší než ve skutečnosti a na daleko menším území.

Rady, tipy, triky • V jaké vzduchové hmotě se tvoří/budou tvořit bouřky (studená/teplá)?

Ve studeném (chladnějším) instabilním vzduchu -Je konvekce nastartovaná dříve (někdy i brzy dopoledne), po západu slunce dochází obvykle ke stabilizaci a rozpouštění oblačnosti. -Při silnějším výškovém proudění s dostatečnou vlhkostí vzniká organizovaná konvekce (linie bouřek paralelně s prouděním), naopak v málo pohyblivém vzduchu (bahno barické) konvekce často vzniká chaoticky.-CIN je většinou malý (vhodný pro vznik konvekce)-Konvekce se spouští při menší relativní vlhkosti ve spodních hladinách atm.

V teplém (teplejším) instabilním vzduchu -je konvekce nastartovaná později (odpoledne až večer), čím je vzduch teplejší, tím je konvekce pozdější (toto neplatí v přítomnosti fronty nebo čáry konvergence) -při mírném proudění se obvykle tvoří čáry konvergence, při slabém proudění nebo bezvětří je konvekce téměř výhradně orografická a začíná až „po západu slunce“. -Čím je vzduch sušší, tím je CIN větší (CIN se začíná zmenšovat, buď přidáním tepla nebo ještě lépe vlhkostí).-Pro konvekci je třeba vetší relativní vlhkost ve spodních hladinách atm. než ve studeném vzduchu.

Rady, tipy, triky

• Spouštění konvekce – často obtížný problém

- Spouštěče vždy hledejte od směru převládajícího proudění, tedy dle vektoru pochybu bouří vůči ČR přesahující rychlost 5 m/s. Je-li rychlost menší, soustřeďte pozornost i jinam – šetříte časem.

- Spouštěče vždy hledejte v dostatečně širokém okolí ČR!!! Večerní bouřky v Moravskoslezském kraji mohou mít původ v alpské oblasti, naopak noční bouřka v Karlovarském kraji může vzniknout nad Centrálním masivem ve Francií. Více než 70% bouřek v ČR nemá původce na našem území.

- V chladnějším instabilním vzduchu se soustřeďte na výškové proudění (500 hPa, jet stream, PV) a pokud nenajdete spouštěč, nezoufejte, orografie se o to postará. Dávejte zvláštní pozor na zadní straně výškové brázdy.

- Čáry konvergence jsou obvykle spojené s (mělkými) brázdami v nižších hladinách (od MSL do 850 hPa).

- Čáry konvergence lze vystopovat i při analýze předpovědí RH (spodní a střední vrstva atm. Zvlášť jsou patrné u Aladina.

Rady, tipy, triky • Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů

• Výskyt kumulu za předpokladu vhodného budoucího vývoje dalších prvků (instabilita, vlhkost) indikuje vznik silnější konvekce

• Příliš hodně vlhkostí ve spodních a zároveň i ve středních pater (> 90% ) konvekce nenastartuje, naopak taková vlhkost nevylučuje přítomnost bouřek.

• Instabilita bez přítomnosti dostatečné vlhkosti a spouštěče konvekce nenastartuje, naopak je-li bouřka, muže je udržovat při životě. Totéž platí i v případě CAPE.

• Při splnění dalších podmínek, konvekce se nastartuje při nízkých hodnotách CIN (pod 100, nejlépe pod 50 J/Kg), naopak není vyloučená přítomnost bouřek i při vysokých hodnotách CIN. Bouřka je v takových případech dál „přikrmovaná“ energií z vyšších pater nebo z vlastních sestupně/vzestupných proudů (zejména noční bouřky).

• Směruje-li bouřka do oblasti s vysokými hodnotami CIN, obvykle dochází k jejímu tlumení. Toto hlavně platí pro denní hodiny.

Instabilita/vlhkost


Proudění/střih větru

• Za přítomnosti ostatních podmínek pro vznik a vývoj konvekci (instabilita a vlhkost) je střih větru nejvýznamnějším faktorem určující intenzitu konvektivních jevů!!!

• Střih větru (obvykle 0 až 6 km) určuje organizace bouřek (jednobuněčná, mnohobuněčná a supercelulární).

• Příliš silný střih větru 0 až 6 km (> 35 m/s?) bouřky obvykle „ničí“.• Obzvlášť nebezpečné jsou oblasti s výraznou helicitou v nižších a středních

vrstvách atmosféry (SREH1, SREH3). • Střih větru a helicita jsou intenzivnější v zimní polovině roku, v létě jsou ve středních

zeměpisných šířkách daleko méně četné (o to jsou pak nebezpečnější).• Střih větru bez přítomnosti instability může způsobit jen výrazné velkoprostorové

/trvalejší) srážky. Výjimkou jsou situace s výraznými vzestupnými proudy (fronta…). • Vhodné proudění (střih větru) je obvykle i faktorem, který při absenci dostatečné

energie (CAPE) udržuje při životě bouřky.• Dávejte pozor při posuzování střihu větru v nočních a ranních hodinách, zejména v

nižších hladinách. Je téměř vždy silnější než přes den (zklidnění větru v noci).• Směr bouřek určený vektorem pohybu bouří ne vždy musí odpovídat skutečnosti,

zejména při menších rychlostech (pod 5 m/s). Bouřka se může i štěpit!


Podpora

• Při splnění dalších základních podmínek pro vznik a vývoj konvekce je jet stream (zejména levý exit, pravý entrance) jeden z parametrů, při kterých se vyskytují nebezpečnější bouřkové jevy.

• Pokud je přitom přítomná i výrazná potenciální vorticita, skutečně lze očekávat i ty nejnebezpečnější bouřkové jevy včetně tornád.

Důležitost jet – streamuViz z ve Visual Weather – 16.6., 2.7, 3.7., 7.7., 8.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies

11.5.2012 (SWa) – PVI 32. pro většinu krajů Čech od 11.5. 18 h do 12.5. 04 h

•V okrajovém proudění oblasti vyššího tlaku přechod výrazné studené fronty v nočních hodinách. Před ní do střední Evropy příliv velmi teplého vzduchu od jihozápadu (v 850 hPa 15 až 17 °C). Za frontou ochlazení o 15 °C.•Všechny modely dávaly srážky, hlavně po půlnoci

• Špatný odhad regionalizace výskytu bouřek (když ano, jen na SZ Čech) – Cape, Instabilita, vlhkost

• K dalšímu vývoji bouřek nedostatečná energie (Cape) a už velký CIN• Důležitá role ročního a denního období pro vznik a vývoj bouřek?!

Veškeré výstupy, podklady a analýzy v další části prezentace se vztahují na „aktuální“ počasí, resp. ke krátkodobé předpovědi počasí (max. do následujícího dne)!!!


16.6.2012 (SWa) – bez PVI, Ústecký a Liberecký kraj kroupy až 3 cm v odpoledních hodinách

•V okrajovém proudění oblasti vyššího tlaku nad Balkánem, přechod mělké brázdy při zemi během odpoledních hodin •Přítomnost velmi teplého vzduchu ve Střední Evropě (u nás 14 až 17 °C v 850 hPa•Nalezená čára konvergence•Jet stream severozápadně od nás•Střih větru 0-6 km přes 20 m/s, střih větru 0-3 km 10 až 15 m/s

• Nutnost sledovat prvky i v menších krocích – 1 hod. • Důležitost jet streamu při splnění dalších podmínek


2.7.2012 (B) – PVI 47 Silné bouřky, velmi silné bouřky, od 15 h. 2.7 do 8 h. 3.7. pro Čechy a Vysočinu – silný vítr a kroupy v Čechách (Příbramsko 7 cm kroupy•Po přechodu zvlněné studené fronty v nočních hodinách se ráno k nám rozšířila oblast vyššího tlaku vzduchu. Přes den po přední straně brázdy nad západní Evropou začal do Střední Evropy proudit velmi teplý vzduch od jihu (v 850 hPa v 18 h. na jihu Čech až 20 °C). Dochází k tvorbě termické tlakové níže v oblasti za Alpami. •Níže vyvolává tvorbu čáry konvergence v alpském masivu a nad Bavorskem. •Vytvořené bouřky postupují dle směru pohybu bouří na jih.•Vzniká velmi instabilní prostředí (Cape, CIN, LI, SI…)•Hodně srážkové vody•Střih větru 0-6 km přes 20 m/s, střih větru 0-3 km přes 15 m/s•Helicita

• Pozorně vyhledávat spouštěče, (termická tlaková níže – směr větru i ve vyšších vrstvách.

• Důležitost jet streamu – pravý entrance• Pokračování bouřek i v noci – dostatečná energie a střih


Noční bouřky z 19. na 20. 6. 2012

•Přechod zvlněné studené fronty přes naše území, před ní k nám proudí teplý vzduch od jihozápadu (v 850 hPa 16 až 18 °C)•K nastartovaní konvekce dochází ve večerních hodinách v alpské oblasti.•Bouřky postupuji k severovýchodu, kde naráží na oblast s vysokým CINem a s relativně nižšími hodnotami střihu větru. Opětovné obnovení až k ránu?•Další bouřka se vytváří po půlnoci severozápadně od nás a je přikrmovaná velkou helicitou v nižších vrstvách a střihem větru 0 – 6 km. Zpočátku ani SI není kladný

• Pozorně vyhledávat spouštěče, při tak vysokých teplotách je třeba silnější impuls – jsou vhodné ty největší horské masivy, jinde je vzduch natolik prohřátý, že je třeba daleko silnější impuls.

• Důležitost jet streamu – pravý entrance nad Německém• Zánik bouřek v Čechách – bránící CIN a nižší hodnoty střihu větru• Pokračování bouřek i v noci v Německu – velká helicita a střih


Srážky 20.6.2012 (SWc2) – PVI 43 Silné bouřky, velmi silné bouřky, od 16 h. 20.6 do 8 h. 21.6. pro všechny kraje ČR (rozdílné začátky a konce pro jednotlivé kraje) – srážky přes 50 mm/6h Královehradecký, Jihočeský a Plzeňský kraj

•Přechod zvlněné studené fronty přes naše území, před ní k nám proudí teplý vzduch od jihozápadu (v 850 hPa 16 až 18 °C)•K nastartovaní konvekce dochází v odpoledních hodinách na Šumavě a v Novohradských horách, později večer i v alpské oblasti. •Konvergence na Šumavě patrná až v hladině 850 hPa, v alpské oblasti při zemi. •Silná instabilita, vhodný CIN•Srážková voda přes 50 mm!, VPB slabě nad 5 m/s, střih větru 0-6 km přes 15 m/s.

• Pozorně vyhledávat spouštěče, při slabém proudění při zemi hledat i ve vyšších hladinách (850 hPa).

• Velmi vysoké hodnoty srážkové vody spolu se slabým VPB přinášejí vydatné srážky. Nezanedbatelný střih větru 0-6 km


Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012



















Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ - Case studies

Veškeré výstupy, podklady a analýzy v další části prezentace se vztahují na „aktuální“ počasí, resp. ke krátkodobé předpovědi počasí (max. do následujícího dne)!!!

19.6.2012 (SWc2) - PVI 42. pro JČ, PA, a Morava se Slezskem od 19.6. 12 h do 19.6. 22 h.•Po noční bouřce se očekával vývoj konvekce i přes den (odpoledne) Modely (s výjimkou LMEB) předpovídaly srážky (12-18 UTC) – JĆ, ČMV, VČ•Přítomnost zvlněné studené fronty (teplá fronta) v oblasti výběžku vyššího tlaku od SV•Slabé SV a V proudění do 4 m/s, bez výrazné čáry konvergence•Přítomnost velmi teplého vzduchu (v 850 hPa od 14 do 18°C)

Pravděpodobně problém se spouštěčem!?

Děkuji všem za pozornosta zvlášť Pavlovi Borovičkovi za

podnětné nápady a tvorbu některých výstupů

M. Sandev - CPP

Documents

Předpověď konvektivních jevů