Wiatr halny

Prawie każda osoba zainteresowana meteorologią chyba zdaje sobie sprawę, że cechą charakterystyczną wiatru halnego, jest to, że wiatr występuje w rejonie gór, zwykle powoduje znaczny wzrost temperatury. Wiatr halny kojarzony jest głównie z występowaniem znacznie większej szybkości wiatru niż wynika to z gradientu ciśnienia, co przyczynia się do występowania często znacznych zniszczeń. Te niezwykłe cechy wynikają z kilku zjawisk termodynamicznych, w których istotnym elementem jest obecność dość wysokiej góry lub łańcucha górskiego występującego przeważnie poprzecznie do kierunku wiatru.  Wiatr halny, należy do wiatrów występujących lokalnie w Tatrach i na Podhalu. Prawidłowa nazwa tego zjawiska to efekt fenowy a wiejący wiatr nazywany jest fenem. Fen występuje w górach lub strefach zlokalizowanych w rejonie gór jeżeli występują następujące warunki:

  • Występuje przepływ powietrza w poprzek łańcucha górskiego, efekt fenowy wystąpi po stronie zawietrznej.
  • Jeżeli po stronie nawietrznej łańcucha górskiego zachodzą procesy kondensacji wody oraz występowanie opadów, wiatr fenowy jest ciepły i suchy.

Z reguły przyjmuje się, że wiatr fenowy występuje wtedy, gdy po stronie zawietrznej gór występuje układ niżowy a po stronie nawietrznej układ wyżowy. Nie jest to do końca precyzyjne określenie, bowiem istotnym warunkiem jest występowanie gradientu ciśnienia po obu stronach łańcucha górskiego. Możliwe jest więc wystąpienie wiatru halnego na Słowacji w przypadku występowania wiatru północnego na Podhalu.

Bardzo dokładnie i w sposób przystępny opisał zjawisko fenowe Mateusz Rac w swoim blogu: http://synoptyka.blog.onet.pl/…/12/30/jak-powstaje-fenhalny/. W tym wpisie chciałbym pokazać jak to zjawisko wygląda na bazie prognozy modelu numerycznego wraz z wskazaniem innych ważnych aspektów.

Poniżej zaprezentowano przykładowy rozkład wiatru halnego (fenowego) wiejącego od godzin południowych w Tatrach. Po stronie zawietrznej po prawej stronie gór widać znaczny wzrost temperatury – widoczne są znaczne oscylacje, szczególnie znacznie powyżej poziomu ziemi.

25_12_2013_crosst2000_7

Przykład rozkładu temperatury podczas występowania wiatru halnego w przekroju przez południk 20°E. Model numeryczny WRF ARW o rozdzielczości 1,3 km. Meteoprognoza.pl

25_12_2013_crossw2000_6

Przykład prognozy rozkładu szybkości wiatru halnego z dnia 25.12.2013 r. w przekroju przez południk 20°E.

Jak widać najsilniejszy wiatr wystąpił bezpośrednio na stoku zawietrznym. Dlatego właśnie wtedy zniszczonych zostało wiele drzew, zwłaszcza w Tatrach Zachodnich.

Bardzo często podczas występowania zjawiska fenowego powstaje tzw. wał halniakowy, czyli pasmo chmur utrzymujące się na granicy szczytów gór. Wyraźnie widać, że po stronie zawietrznej jest znaczny spadek zachmurzenia.

Na wszystkich mapach widać znaczne zmiany poziome temperatury, wilgotności i wiatru.

Rozkład wilgotności względnej:

25_12_2013_crossrh2000_6

Prognoza rozkładu wilgotności powietrza podczas występowania wiatru halnego z dnia 25.12.2013 r. w przekroju przez południk 20°E.

Wiatr halny może także wiać odwrotnie, tzn po stronie południowej gór (np. w Słowacji czy Czechach), jak obrazuje poniższa prognoza w przekroju. Po stronie polskiej prognozowane jest zachmurzenie całkowite.

23_10_2014_crossrh2000_33

Prognoza rozkładu wilgotności powietrza podczas występowania odwrotnego efektu fenowego. Prognoza na dzień 24.10.2014 r. Model numeryczny WRF ARW o rozdzielczości 1,3 km. Meteoprognoza.pl

Jak widać na poniższym przekroju na Słowacji jest znacznie cieplej, skrajnie po prawej stronie widać oddziaływanie Niskich Tatr.

23_10_2014_crosst2000_33

Prognoza rozkładu temperatury powietrza (w przekroju przez południk 20°E) podczas występowania odwrotnego efektu fenowego (halnego). Meteoprognoza.pl

Prognoza wiatru halnego widoczna jest na poniższej grafice:

23_10_2014_crossw2000_33

Odwrotny efekt fenowy (halny) – szybkość wiatru w przekroju

Kolejny przykład to warunki odwrotnego wiatru halnego, tym razem w paśmie Śnieżnika (Sudety Wschodnie). Poniżej zaprezentowano przekroje przez południk 17°E w dniu 28.01.2015 r.

28_01_2015_crossrh17_73

Fale w atmosferze w wyniku występowania efektu fenowego, rozkład wilgotności w przekroju. Widoczne są zaburzenia i oscylacje aż do granicy troposfery. Model WRF ARW o rozdzielczości 1,3 km. Meteoprognoza.pl

28_01_2015_crosst17_82

Fale w atmosferze w wyniku występowania efektu fenowego, rozkład temperatury w przekroju.

Opisywane zjawisko zostało zdefiniowane przez Hann’a w roku 1866. Współczesne prace naukowe opisują proces powstawania wiatru halnego w sposób znacznie bardziej skomplikowany, głównie dlatego, że nie tylko istotny jest tylko wzrost temperatury po stronie zawietrznej, ale także oscylacyjny rozkład wiatru. Także dlatego, że przy około 50% wiatrów fenowych w Alpach wieje mimo braku opadów po stronie nawietrznej. Do najważniejszych należą:

  • „vertical aspiration theory” (1931) – która tłumaczy znaczne porywy i oscylacje wiatru w wyniku procesów erozyjnych, czyli znacznych turbulencji napływającego powietrza z nieruchomym zimnym powietrzem po stronie zawietrznej.
  • „horizontal aspiration theory” (1931) – wymiana powietrza po stronie zawietrznej wynika z cofania się powietrza w kierunku niżu (który występuje po stronie zawietrznej gór) – lekko oddalony.
  • teoria fal grawitacyjnych „lee waves” (1933) – ta teoria tłumaczy powstawanie charakterystycznych chmur soczewkowych – lenticularis.
  • „solenoid field” (1944) – tłumaczy rotacją wiatru warunkach niestabilności baroklinowej
  • „waterfall theory” (1945) – zakłada, że temperatura chmury wału halniakowego jest niższa niż na samym dole po stronie zawietrznej i w ten sposób opada.
  • teoria skoku hydraulicznego (1950): http://www.if.pwr.edu.pl/…/resources/Skok%20hydrauliczny%20…

Jak widać z tego krótkiego opisu mechanizm powstawania wiatru halnego jest niewątpliwie ciekawym zjawiskiem.

Autor: Juliusz Orlikowski

Możliwość komentowania jest wyłączona.