Polscy Łowcy Burz – Skywarn Polska

Dokładnie 5 lat temu, 11 czerwca 2019 roku nad Gorzowem Wielkopolskim przeszła gwałtowna burza superkomórkowa (ang. supercell thunderstorm), która wygenerowała opady bardzo dużego gradu (wówczas rekordowego na skalę Polski) o maksymalnej średnicy 12 cm. Na szczęście nie było żadnych ofiar śmiertelnych i rannych, jednak burza spowodowała duże szkody w postaci uszkodzonych budynków, pojazdów oraz roślinności na terenie miasta i w jego sąsiednich okolicach. Omawiany przypadek był wówczas wyjątkowy na skalę kraju, ponieważ nigdy wcześniej nie odnotowano opadów gradu powyżej 10 cm na terenie Polski. Dziś wiemy już jednak więcej. Niestety, opady gigantycznego gradu na terenie Europy stają się coraz bardziej powszechnym zjawiskiem. Z roku na rok odnotowywana jest coraz większa liczba raportów z opadami gradu powyżej 10 cm (głównie na południu Starego Kontynentu, ale nie tylko), a rekord z Gorzowa został pobity w Tomaszowie Mazowieckim w czerwcu 2021.

Zapraszamy do przeczytania krótkiego artykułu i jednocześnie zachęcamy do zapoznania się z pełną wersją publikacji naukowej w anglojęzycznym czasopiśmie Atmospheric Research, gdzie członkowie naszego stowarzyszenia: Krzysztof Piasecki, Patryk Matczak oraz dr Mateusz Taszarek, a także naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (dr Bartosz Czernecki, Filip Skop, Adrian Sobisiak) przygotowali wspólnie publikację na temat tego zjawiska.   

Piasecki, K., Matczak, P., Taszarek, M., Czernecki, B., Skop, F., & Sobisiak, A. (2023). Giant hail in Poland produced by a supercell merger in extreme instability–A sign of a warming climate?. Atmospheric Research, 292, 106843.

 Cofnijmy się w czasie do początku czerwca 2019

Pod koniec pierwszej dekady czerwca do Polski napłynęła gorąca masa powietrza pochodzenia zwrotnikowego. Temperatura powietrza w wielu miejscach kraju przekroczyła 30,0°C. W dniu przejścia burzy maksymalna temperatura powietrza zmierzona na stacji meteorologicznej IMGW w Gorzowie osiągnęła 31,6°C. Silne nagrzewanie powietrza w połączeniu z dużą zawartością pary wodnej (temperatura punktu rosy wyniosła 21,6°C) stanowiły środowisko umożliwiające gwałtowny rozwój konwekcji. Dane z sondażu aerologicznego, wykonanego na stacji w Lindenbergu (około 110 km od miejsca wystąpienia burzy) wykazały rekordowo-ekstremalne wysokie wartości Energii Potencjalnej Dostępnej Konwekcyjnie (CAPE) wynoszące 4 125 J/kg. Nie tylko parametr CAPE, ale również wskaźnik Lifted Index (LI) osiągający wartość -9,84, czy poziom równowagi (Equilibrium Level, EL) na wysokości aż 12 320 m, świadczyły o możliwości powstania bardzo silnych prądów wznoszących, przyczyniających się do rozwoju bardzo dużego gradu. Generalnie rzecz biorąc, parametry termodynamiczne do rozwoju silnych burz były tego dnia bardzo sprzyjające. Więcej informacji na temat wyżej wymienionych zaawansowanych słów bądź skrótów znajdziesz w naszym słowniku: https://lowcyburz.pl/slownik-skywarn-polska/.

Przebieg wydarzeń związanych gwałtownym rozwojem konwekcji

Inicjacja konwekcji nastąpiła po godzinie 17:30 UTC (19:30 czasu lokalnego) w formie słabej komórki konwekcyjnej, nie dającej jeszcze wyładowań atmosferycznych. Komórka zaczęła przemieszczać się w kierunku północno-zachodnim wzdłuż południkowo ułożonej linii zbieżności. Kilkadziesiąt minut później na wschód od omawianej struktury powstały nowe komórki opadowe, jednocześnie nastąpił bardzo szybki wzrost aktywności (intensywności) wszystkich komórek burzowych w tej okolicy oznaczonych jako komórka nr 1 – cell 1 (C1); komórka nr 2 – cell 2 (C2) oraz komórka nr 3 – cell 3 (C3) (18:43 UTC, Ryc. A). Kilkanaście minut później doszło do połączenia dwóch najbardziej aktywnych struktur burzowych na południe od terenów miasta (ang. merging stage – 18: 53 i 19:03 UTC, Ryc. B, C). Jak wskazały badania, był to najbardziej istotny element prowadzący do rozwoju coraz bardziej gwałtownych zjawisk. Z połączenia dwóch komórek burzowych powstała superkomórka burzowa o cechach prawoskrętnej (najprawdopodobniej mezocyklon z poprzedniej superkomórki został wzmocniony na skutek oddziaływania RFD drugiej komórki). W tym momencie omawiana burza charakteryzowała się największą aktywnością elektryczną. W okolicach godz. 19:30 UTC (Ryc. E, F) na skanach radarowych widniała bardzo dobrze wykształcona sygnatura „hook echo” świadcząca o rozwoju mezocyklonu (o tym czym jest mezocyklon więcej przeczytasz tutaj: https://lowcyburz.pl/superkomorka/superkomorka-cechy/). Na południu miasta spadły pierwsze większe gradziny o średnicy dochodzącej do 4–6 cm. Kilka minut później burza zaczęła przemieszczać się w kierunku północnym z odchyleniem na wschód. Przekroczyła rzekę Wartę oraz natrafiła na południkowo położony pas wzniesień. Doszło wówczas do rozwoju opadu bardzo dużego gradu, o średnicy powyżej 8–10 cm, lokalnie nawet do 12 cm. W tym momencie superkomórka osiągnęła apogeum aktywności elektrycznej oraz gradowej, co potwierdzała bardzo wysoka odbiciowość radarowa CMAX (19:30-19:50 UTC, Ryc. F, G, H). 10 minut później superkomórka generowała w dalszym ciągu bardzo duży opad gradu dochodzący do 8 cm w miejscowości Łośno (10 km na północ od Gorzowa). O godz. 20:00-20:10 UTC superkomórka wkroczyła nad obszar województwa zachodniopomorskiego, stopniowo słabnąc. Całkowicie wygasła w okolicach miejscowości Choszczno (zachodniopomorskie).

Opady gradu wraz z zestawieniem raportów

Na skutek przejścia superkomórki, zanotowano największy grad w historii pomiarów i obserwacji na terenie Polski. Analizowana burza superkomórkowa wygenerowała grad o średnicy 12,0 cm, a także sporo gradzin o rozmiarze powyżej 10 cm. Największe bryły lodowe spadały w północno-wschodnich dzielnicach Gorzowa, w pobliżu osiedla Bermudy w Wawrowiev oraz w miejscowości Wojcieszyce. Warto zaznaczyć, iż grad o różnej wielkości spadł praktycznie w całym mieście, a miejscami występował przez ponad 20 minut, powodując wiele szkód oraz zniszczeń materialnych. Pomimo dużej ilości zebranych raportów (83), przypuszczamy, że lokalnie pojedyncze gradziny mogły osiągnąć jeszcze większe rozmiary. Dodatkowym, równie ważnym czynnikiem wzmacniającym siłę bury oraz rozmiar gradzin była również orografia terenu. Początkowo superkomórka burzowa przemieszczała się Pradoliną Toruńsko-Eberswaldzką. Nad obszarem Gorzowa, po przekroczeniu rzeki Warty, napotkała równoleżnikowo ułożoną linię wzniesień. Wyniosłość terenu przypuszczalnie wymusiła orograficzne uniesienie się mas powietrza, a w konsekwencji doprowadziła do wzmocnienia wirującego prądu wstępującego mezocyklonu. Skutkiem tego były rekordowe opady gradu, około 3-5 km na północ od linii wzniesień.

Czy zmiany klimatu wpłynęły na opady tak dużego gradu?

O ile rozwój samej burzy był wypadkową wielu sprzyjających czynników, tak warunki panujące w atmosferze na wielu płaszczyznach okazały się rekordowo wysokie. Wpływ na to ma wzrost temperatury – zarówno średniej jak i maksymalnych, a co za tym idzie zwiększa się też ilość pary wodnej, którą może „pomieścić” dana porcja powietrza. Oba te parametry mają ścisły wpływ na rozwój prądów konwekcyjnych. Na podstawie reanalizy meteorologicznej (ERA5) dla okresu ostatnich 72 lat, dotyczących punktu geograficznego nad obszarem Gorzowa (szerokość geograficzna: 53.00, długość geograficzna: 15.25), stwierdzono rekordowo wysokie wartości parametrów: CAPE (parametr informujący o niestabilności w atmosferze, czyli potencjale wystąpienia burz) oraz Significant Hail Parameter (wskaźnik uwzględniający kombinację pięciu parametrów, służący do szacowania ryzyka wystąpienia gradu; https://www.spc.noaa.gov/help/ship.html). W tym dniu były one najwyższe w badanym 72-leciu. Ponadto, wiele innych parametrów sprzyjających rozwojowi gwałtownych burz oraz dużego gradu również osiągnęło bardzo wysokie wartości (powyżej 95 percentyla).

Kilka słów o tym co nas czeka w przyszłości

Czy burze w Polsce będą generowały opady gradu powyżej 10 centymetrów każdego lata? Tego jednoznacznie nie da się przewidzieć. Jednak minione 5 lat pokazało nam, że burze w Polsce, a zwłaszcza w Europie, takie zjawiska pojawiają się coraz częściej. Rekord średnicy gradu został na nowo ustanowiony w Tomaszowie Mazowieckim (woj. łódzkie) pod koniec czerwca 2021 roku. Superkomórka burzowa wygenerowała tam grad o maksymalnej średnicy ponad 14 centymetrów, poprawiając wynik z Gorzowa aż o 2 cm. Z kolei we Włoszech, nie tak dawno, bo w ubiegłym roku, dwukrotnie pobity został nieoficjalny rekord Europy w wielkości gradu. Największa bryła lodowa osiągnęła tam aż 19 centymetrów (https://www.essl.org/cms/hail-record-broken-again-19cm-hailstone-confirmed-in-italy/). Niestety, jak wynika z raportów Europejskiej bazy dotyczącej niebezpiecznych zjawisk (ESWD), liczba raportów odnośnie opadów dużego i bardzo dużego gradu sukcesywnie wzrasta z roku na rok (https://www.essl.org/cms/hailstorms-of-2023/). Bazując na licznych danych naukowych, wiedzy i obserwacjach, możemy przypuszczać, że tego typu zjawisk może pojawiać się coraz więcej, co jest w dużej mierze związane z ocieplającym się klimatem. Nie można jednak zapominać również o innych czynnikach mających wpływ na tak wyraźny wzrost liczby raportów – to dzięki Wam oraz dzięki coraz lepszej dostępności do mediów, raportowanie zjawisk ekstremalnych (które zarazem mają bardzo mały zasięg przestrzenny) jest coraz lepsze i możemy się dowiedzieć o nich coraz więcej.