WWW.BURZE.EDU.PL. Burze. Teoria powstawania chmury kłębiastej oraz podział burz. Bartłomiej Zastawny 2015-07-07



Podobne dokumenty
Budowa atmosfery ziemskiej. Atmosfera składa się z kilku warstw TROPOSFERA STRATOSFERA MEZOSFERA TERMOSFERA EGZOSFERA

Wiatry OKRESOWE ZMIENNE NISZCZĄCE STAŁE. (zmieniające swój kierunek w cyklu rocznym lub dobowym)

Masą powietrza- nazywamy wycinek troposfery charakteryzujący się dużą jednorodnością cech fizycznych, takich jak temperatura i wilgotność.

Higrometry Proste pytania i problemy TEMPERATURA POWIETRZA Definicja temperatury powietrza energia cieplna w

PIONOWA BUDOWA ATMOSFERY

Budowa atmosfery ziemskiej. Atmosfera składa się z kilku warstw TROPOSFERA STRATOSFERA MEZOSFERA TERMOSFERA EGZOSFERA

Chmury budowa i klasyfikacja

Chmury budowa i klasyfikacja

Podstawa chmur to odległość To najniższa wysokość widzialnej części chmury, od ziemi do dolnej granicy

Chmury obserwowane w atmosferze, zbiorowiska unoszących się w powietrzu cząstek w postaci kropelek wody lub kryształków lodu albo ich mieszaniny.

ZAŁĄCZNIK 7 - Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie IV. Poznań,

Burza jest rezultatem silnych procesów konwekcyjnych, które wiążą się z unoszeniem powietrza i gwałtownym uwalnianiem ciepła kondensacji na dość

MAMY PECHA! Polska znajduje się pomiędzy trzema układami barycznymi: Polska znajduje się pod wpływem dwóch komórek cyrkulacji:

Wiadomości z zakresu meteorologii

Wstęp do Geofizyki. Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

Powietrze opisuje się równaniem stanu gazu doskonałego, które łączy ze sobą

Andrzej Jaśkowiak Lotnicza pogoda

Spis treści 3 Powstawanie chmur 4 Konwekcja 5 Konwergencja 6 Wznoszenie powietrza wymuszone topografią terenu 7 Wznoszenie powietrza przez fronty

Niebezpieczne zjawiska. Katarzyna Bednarek

Opady i osady atmosferyczne. prezentacja autorstwa Małgorzaty Klimiuk

ZAŁĄCZNIK 8 - Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Śródroczny kurs żeglarza jachtowego 2016/2017

Wiatr Turbulencje ćw. 10. dr inż. Anna Kwasiborska

Ściąga eksperta. Wiatr. - filmy edukacyjne on-line

Atlas Chmur: piętro średnie

WARUNKI LOTU W CHMURACH

ZAŁĄCZNIK 13 - Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

INDYWIDUALNA PROGNOZA POGODY DLA REJONU GŁOGOWA WAŻNA OD , GODZ. 7:00 DO , GODZ. 19:00

ZAŁĄCZNIK 18 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

KONKURS GEOGRAFICZNY

Indeksy konwekcji. < 300 bardzo słaba konwekcja (ale np. ubiegłej zimy wystąpiła burza przy wskaźniku CAPE =100)

ZAŁĄCZNIK 17 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach

Typy strefy równikowej:

Podstawowe obserwacje meteorologiczne Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

Temat: Oko w oko z żywiolem

ZAŁĄCZNIK 2 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach

Podstawowe wskaźniki termodynamiczne. Marek Zięba

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 14/14 za okres

Podstawowy podział chmur

Menu. Badania temperatury i wilgotności atmosfery

Chmura to kropelki wody, lub kryształki lodu zawieszone w powietrzu

ZNISZCZENIA W AOS CZERNICA PO PRZEJŚCIU FRONTU BURZOWEGO W DNIU 11 SIERPNIA 2017 ROKU ANALIZA ZJAWISKA

Możliwości prognozowania gwałtownych burz w Polsce

W stosunku do nie wymienionych powyżej rodzajów chmur można zauważyć, co następuje:

Grad. Krzysztof Ostrowski Stowarzyszenie Skywarn Polska - Polscy Łowcy Burz

KONKURS GEOGRAFICZNY

Radiosondaże. Krzysztof Ostrowski

ZBIÓR ZADAŃ CKE 2015 ZAKRES ROZSZERZONY

Zakład Inżynierii Transportu Lotniczego

Cechy klimatu Polski. Cechy klimatu Polski. Wstęp

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 12/14 za okres

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 10/14 za okres

Zbiorowisko produktów kondesacji pary wodnej czyli kropelek wody lub kryształków lodu. Zachodzące procesy: Kondensacja Parowanie

Atlas Chmur: piętro wysokie

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich

ZAŁĄCZNIK 4 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Karta pracy nr 1 1.Rozwiąż rebusy a dowiesz się, w jakich postaciach występuje woda w przyrodzie:

DOBOWE AMPLITUDY TEMPERATURY POWIETRZA W POLSCE I ICH ZALEŻNOŚĆ OD TYPÓW CYRKULACJI ATMOSFERYCZNEJ ( )

Schemat oceniania zadań Etap wojewódzki Konkursu Geograficznego

Biuro Prasowe IMGW-PIB :

Biuro Prasowe IMGW-PIB :

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich

Temperatura powietrza. Odchyłki temperatury rzeczywistej od ISA. Temperatura punktu rosy. Widzialność. Widzialność

NIEGOWY DLA TATR POLSKICH za okres

ODPOWIEDZI NA PYTANIA DO SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 2/14 za okres

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 4/14 za okres

3c. Rodzaje wiatrów lokalnych

5. Prognozowanie pogody

Gimnazjalny atlas chmur

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 5/14 za okres

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 15/14 za okres

Szczyt, 1500 m npm. Miejscowość A m npm, - 4 o C. Miejscowość B, 1000 m npm

Wysokościomierz barometr BKT 381/ B 381. Instrukcja obsługi. Nr produktu:

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 3/14 za okres

4a. Wilgotność powietrza, chmury

2. Chmury i mgły Chmury

a) wysoka kłębiasta b) niska kłębiasta c) średnia kłębiasta

Prognoza na najbliższy tydzień

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 19/14 za okres

Składniki pogody i sposoby ich pomiaru

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 13/14 za okres

Cechy klimatu Europy. Czynniki kształtujące klimat Europy

WYKORZYSTANIE INDEKSÓW KINEMATYCZNYCH I TERMODYNAMICZNYCH DO PROGNOZY ZJAWISK KONWEKCYJNYCH I BURZ. 1. Wstęp

Grupa Media Informacyjne. METEOROLOGIA koniec na 129 w miramar "Deszcz przechłodzony występuje, gdy

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 7/14 za okres

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 13/13 za okres

Nawiew powietrza do hal basenowych przez nawiewne szyny szczelinowe

po raz pierwszy w tym roku osiągnęła 20 C, w Przemyślu jest dokładnie 20.1 C, a ostatecznie będzie pewnie jeszcze więcej.

Meteorologia. Nathalie Drobik & Jan Frejowski. zeglarski.com.pl

CENTRUM PROGNOZ METEOROLOGICZNYCH METEOSKY. PROGNOZA POGODY DLA POLSKI Ważna od , godz. 7:00 CET do , godz.

Atmosfera ziemska jest mieszaniną gazów i dzieli się na kilka warstw o różnych właściwościach fizycznych.

Biuro Prasowe IMGW-PIB :

Piętra zachodzą na siebie i ich granice zmieniają się w zależności od szerokości geograficznej. Przybliżone granice: wysokie 3-8 km 5-13 km 6 18 km

Biuletyn Śniegowy dla Tatr Polskich nr 17/13 za okres

Model WRF o nadchodzących opadach, aktualizacja GFS

Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie Wydział Geograficzno-Biologiczny Instytut Geografii

STREFY KLIMATYCZNE ŚWIATA

Transkrypt:

WWW.BURZE.EDU.PL Burze Teoria powstawania chmury kłębiastej oraz podział burz Bartłomiej Zastawny 2015-07-07 Artykuł ma na celu przedstawić proces powstawania chmury burzowej oraz podział burz w zależności od ich genezy w jak najprostszych słowach... 1

Spis treści Wstęp str. 3 Powstawanie burz.str. 4 Rodzaje burz...str. 10 Burza wewnątrzmasowa..str. 11 Termiczna str. 11 Adwekcyjna.str. 13 Burza frontowa str. 13 Bibliografia.str. 16 2

Wstęp Artykuł ma na celu przedstawienie teorii powstawania chmury burzowej w jak najprostszych słowach oraz wyróżnienie rodzajów burz na podstawie ich genezy. W internecie znajdziemy kilka publikacji dotyczących m. in. rodzajów burz czy też teorii wznoszenia się powietrza, jak np. Zasadniczy Podział Burz Tomasza Machowskiego ze Skywarn Polska, czy też teoria meteorologii ze strony www.cumulus.nazwa.pl. Jest to z pewnością wiedza godna polecenia a poniższy tekst został napisany na podstawie wiedzy, którą przez ostatnie lata czerpałem m. in. z publikacji Polskich Łowców Burz, z książek zawartych w bibliografii, czy też na podstawie własnych doświadczeń związanych z prognozowaniem. O burzach ciężko napisać coś nowego, jednak postarałem się opisać swoimi słowami to, czego przez te lata się nauczyłem, być może poszerzając Waszą wiedzę o kilka nowych informacji. Zapraszam do lektury. Ryc 1. Wyładowania doziemne nad Toruniem kwiecień 2015. Fot. własna. 3

1. Powstawanie burz Teoria powstawania chmury burzowej Burza jest z pewnością bardzo groźnym zjawiskiem pogodowym, z którym wiążą się wyładowania atmosferyczne oraz inne zagrożenia, jak nawalne opady deszczu, duży grad, niszczące porywy wiatru oraz trąby powietrzne. Aby mówić o wystąpieniu burzy nad swoim regionem musimy usłyszeć grzmot. Czas trwania zjawiska rejestruje się od usłyszenia pierwszego do ostatniego grzmotu. Chmury burzowe powstają w wyniku wznoszenia się powietrza, stąd też tworzą się głównie w niżach, a jak wiemy w niżach powietrze ma tendencję do wznoszenia, natomiast w wyżach do osiadania. Zacznijmy jednak od samego początku, czyli jak taka chmura powstaje Pierwsza zasada jaką należy zapamiętać to spadek ciśnienia wraz z wysokością. Im wyżej tym ciśnienie niższe, a co za tym idzie - im wyżej tym chłodniej. Nie jest to jednak reguła, bo czasami powyżej Ziemi może zalegać cieplejsza warstwa powietrza, jednak o tym w dalszej części artykułu. Skupmy się póki co na pierwszej zasadzie Najważniejszy w kontekście rozwoju burz jest pionowy gradient temperatury. Informuje nas o tym, w jakim tempie temperatura powietrza spada wraz z wysokością. Spadek temperatury musi być odpowiednio szybki aby zapewnić dogodne warunki do wznoszenia się powietrza, a co za tym idzie do rozwoju burz. Na podstawie pionowego gradientu temperatury wyróżniamy stany równowagi atmosfery: Równowaga stała spadek temperatury wraz z wysokością wynosi mniej niż 0.6 C/100m gradient jest mniejszy od wilgotno adiabatycznego brak burz Równowaga względna spadek temperatury wraz z wysokością wynosi więcej niż 0.6 C/100m gradient jest większy od wilgotno adiabatycznego (dla powietrza wilgotnego) Równowaga chwiejna spadek temperatury wraz z wysokością wynosi więcej niż 1 C/100m gradient jest większy od sucho adiabatycznego (dla powietrza suchego) Dlaczego tak naprawdę potrzebny jest odpowiedni spadek temperatury? Na początek trzeba zdać sobie sprawę, że cieplejsze powietrze jest lżejsze od chłodniejszego, dzięki czemu 4

w otoczeniu chłodniejszego od siebie powietrza ma tendencje do wznoszenia się. Dogodne warunki do unoszenia się powietrza zapewnia właśnie odpowiedni gradient temperatury, czyli jeszcze raz odpowiednio szybki spadek temperatury wraz z wysokością. Unoszące się z Ziemi ciepłe powietrze, będzie się tak długo wznosić, póki będzie w otoczeniu chłodniejszego (cięższego) od siebie. Do uniesienia się powietrza może dojść na kilka sposobów: Duża insolacja słoneczna (dopływ energii słonecznej do powierzchni Ziemi) lub napływ ciepłej, wilgotnej i chwiejnej masy w dolnej troposferze silne ogrzewanie powierzchni Ziemi, od której w następstwie nagrzewa się warstwa powietrza przy niej zalegająca, prowadzi do wznoszenia się powietrza. W dużej mierze zależy to również od rodzaju podłoża pierwsze chmury kłębiaste będą powstawać nad najszybciej nagrzewającym się podłożem. Napływ chłodnej masy w środkowej troposferze taki napływ chłodnego powietrza powoduje, że warstwa powietrza przy Ziemi staje się cieplejsza od napływającego (w wyższych partiach troposfery), co powoduje zwiększenie się różnicy temperatury między dolną a środkową troposferą i co za tym idzie prowadzi do zapoczątkowania ruchów wznoszących. Front atmosferyczny chmury burzowe powstają najczęściej na frontach chłodnych, gdy chłodna masa powietrza wślizguje się pod cieplejszą i wypycha ją do góry, wymuszając wznoszenie powietrza. Front wymusza ruch wznoszący. Wiemy już, jakie warunki muszą wystąpić aby zaistniałą konwekcja, czyli pionowy ruch powietrza. Pytanie brzmi jak wreszcie powstaje chmura kłębiasta?.. Unosząca się porcja powietrza, wraz z nabieraniem wysokości ochładza się. W tym miejscu trzeba znać kolejną ważną zasadę powietrze wraz z ochładzaniem zmniejsza swoją objętość. W końcu, na pewnym poziomie troposfery zawarta w nim para wodna nie mieści się z powodu zmniejszania objętości powietrza (ochładzania) i zaczyna uwalniać w postaci kropelek wody; następuje proces kondensacji skraplania pary wodnej. Temperatura w której następuje kondensacja pary wodnej to tzw. punkt rosy i na mniej więcej tej wysokości znajduje się podstawa chmury kłębiastej. Im bardziej bogata w wilgoć jest dolna warstwa troposfery i im większy jest pionowy gradient temperatury, tym szybciej nastąpi kondensacja i podstawa chmury będzie niższa ten poziom sięga z reguły kilkuset, a w niektórych przypadkach nawet 2000 metrów. 5

Ryc 2. Cumulus humilis nad Toruniem. Fot. własna. Kropelki wody nie mogłyby tak po prostu utrzymywać się w powietrzu, gdyby nie konwekcja i towarzysząca jej turbulencja. Jest jednak jeszcze jeden kluczowy element, mianowicie jądra kondensacji. Są to cząstki różnych pyłów i gazów zawartych w powietrzu, na których kropelki się osadzają (Bajkiewicz-Grabowska, Kossowska-Cezak, 2008). Wskutek zderzania ze sobą, konwekcji oraz turbulencji, kropelki chmury rosną i mamy do czynienia z pierwszym stadium rozwoju chmury burzowej chmurą Cumulus humilis. Cumulus to biały obłoczek o stosunkowo płaskiej podstawie, który z reguły jest szerszy niż wyższy. Póki co, nie wróży on niczego złego, a wręcz nazywany jest Cumulusem dobrej pogody (Hamblyn, 2009). Cumulusy występują często na wybrzeżach, gdzie wiejący od morza wiatr natrafiając na ląd przepływa górą, a unoszące się i ochłodzone powietrze z dużą zawartością wilgoci kondensuje się (Leitch, 2008). 6

Ryc 3. Rozbudowujące się w pionie chmury Cumulus wskazują na niestabilność atmosfery. Fot. własna. Kontynuujmy jednak temat rozwoju chmury burzowej. Przy odpowiedniej ilości wilgoci i spadku temperatury wraz z wysokością, uniesiona bańka powietrza wciąż jest cieplejsza od otaczającego i ma dogodne warunki do wznoszenia się i skraplania. Podczas skraplania się pary wodnej uwalnia się ogromna ilość ciepła utajonego w niej zawarta, co napędza dalszy rozwój chmury (Hamblyn, 2008). Przy takich warunkach chmury Cumulus rozbudowują się w pionie i obserwujemy to na niebie w postaci skłębionych wieżyczek, co świadczy o niestabilności atmosfery i zapowiada być może burzowy dzień. Cumulus humilis przekształcił się w Cumulus congestus i jest to kolejny etap rozwoju chmury kłębiastej. Czasami zdarza się, że na pewnej wysokości pojawi się inwersja temperatury, czyli inaczej mówiąc jej wzrost wraz z wysokością. W takim wypadku unoszące się powietrze szybko wyrówna temperaturę z otaczającym je i przestanie być cieplejsze, a co za tym idzie lżejsze od otaczającego i przestanie się wznosić. Jeśli inwersja jest słaba, nie powinno to zahamować rozwoju chmury kłębiastej, natomiast jeśli jest przynajmniej średnia może to skutecznie zahamować rozwój burz. Taka warstwa hamująca paradoksalnie może być jednak przyczyną bardzo groźnego scenariusza. Inwersje temperatury można porównać do pokrywki 7

garnka. Gromadzące się pod nią ciepłe i wilgotne powietrze może przebić warstwę hamującą, jeśli energia do rozwoju burz jest duża. Silne prądy wstępujące gromadzą ciepłe i wilgotne powietrze pod nią, a gdy zostaje przebita burze rozwijają się w bardzo szybkim tempie i mogą być gwałtowne (Timmer, 2010). Ryc 4. Gdy Cumulus congestus rozrasta się bardziej, osiągając górne granice troposfery jego wierzchołek zaczyna robić się gładki. W tym momencie Cumulus congestus staje się Cumulonimbusem calvusem. Taka chmura może już generować silne porywy wiatru, a nawet grad. Fot. Leszek Bartczak, Piorunująco Pomińmy jednak inwersję i skupmy się dalej na rozwoju chmury burzowej. Jeśli doszło już do przekształcenia się chmury Cumulus humilis w chmurę o bardziej pionowej, skłębionej strukturze Cumulus congestus, wiemy już, że atmosfera nie jest stabilna. Unosząca się kolumna powietrza będzie unosić się tak długo, póki będzie cieplejsza od otaczającego ją. Na pewnym etapie nad Ziemią powietrze zwalnia, po czym przestaje się wznosić, gdyż wyrównuje temperaturę z otaczającym je. Jest to tzw. poziom równowagi. Początkowo obserwujemy to w postaci wypłaszczania się wierzchołka Cumulusa. Jego wierzchołek przestaje być kalafiorowaty i staje się bardziej płaski, co oznacza, że chmura Cumulus congestus przekształciła się w Cumulonimbus calvus, osiągając górne partie 8

troposfery. Cumulonimbus calvus może powodować opady deszczu, gradu, krupy śnieżnej oraz wiatry szkwałowe (Hamblyn, 2009). Wyładowania padają jedynie sporadycznie. O w pełni wykształconej chmurze burzowej możemy mówić, gdy po osiągnięciu poziomu równowagi przez wznoszącą się kolumnę powietrza, górna i zbudowana z lodu część chmury rozleje się na boki tworząc kształt włóknistego kowadła lub grzyba atomowego. Jest to ostatnia faza rozwoju chmury kłębiastej Cumulonimbus capilatus. Ma ona zdolność generowania wyładowań, a w zależności od warunków w troposferze niesie ze sobą również inne zagrożenia. Ryc 5. Wyraźnie włóknista, lodowa struktura przyjmująca kształt kowadła świadczy o rozroście chmury kłębiastej do górnych granic troposfery, przyjmującej postać w pełni wykształconej chmury burzowej Cumulonimbus capilatus. Fot. Leszek Bartczak, Piorunująco Wierzchołek chmury burzowej osiąga różne wysokości, w zależności od pory roku i szerokości geograficznej. Wiosną i zimą Cumulonimbusy osiągają wysokość kilku kilometrów, natomiast latem, gdy energii do rozwoju burz jest dużo więcej, mogą się one bardziej wypiętrzać i w niektórych przypadkach wysokość wierzchołka przekracza 10 kilometrów. Troposfera, czyli dolna warstwa atmosfery ma największą grubość nad równikiem, natomiast im dalej, tym warstwa troposfery jest cieńsza. Nad równikiem chmury 9

burzowe mogą wypiętrzać się nawet do 15-18 km, a w ekstremalnych przypadkach przekraczać wysokość 20 km. Podsumowując - powyższa wiedza pozwala nam zrozumieć, jak powstaje chmura burzowa. O tym jednak jak się zachowa i jakie zagrożenia będzie ze sobą niosła, oprócz ilości energii do rozwoju burz decyduje również wiele innych czynników. Bardzo ważne są parametry kinematyczne, czyli to jaka jest siła wiatru w całym pionowym profilu troposfery, z jakich wiatry wieją kierunków oraz jak ich prędkość i kierunek zmieniają się wraz z wysokością. Decydują one o organizacji burz; czy będą to np. pojedyncze chmury (komórki) burzowe, czy wystąpią one np. w formie zorganizowanego, wielokomórkowego układu, z być może wbudowanymi superkomórkami. Innymi parametrami może być np. uwodnienie troposfery, które wpłynie na ilość deszczu jaki burza wygeneruje, czy też wysokość położenia poziomu zamarzania, który determinuje rozwój kul gradowych. Czynników wpływających na zachowanie i niebezpieczeństwo jakie niesie ze sobą burza jest bardzo dużo. Warto o tym wiedzieć, jednak nie jest to temat tej części szkolenia, stąd też skupimy się na tym w innym artykule. 2. Rodzaje burz W zależności od sposobu w jaki dana burza powstała, wyróżniamy następujące rodzaje burz: Wewnątrzmasowe burze te powstają w masach powietrza o zbliżonych parametrach jak: temperatura czy wilgotność, poza strefami frontowymi. Frontowe burze frontowe powstają na styku dwóch różniących się od siebie mas powietrza, w których chłodniejsza naciera na cieplejszą lub na odwrót. Burze można również podzielić inaczej, niezależnie od sposobu w jaki powstały: Burza jednokomórkowa pojedyncza chmura burzowa Cumulonimbus, generująca wyładowania atmosferyczne. Burza wielokomórkowa (multikomórka burzowa) burza zbudowana z dwóch lub większej ilości chmur Cumulonimbus. Superkomórka burzowa chmura Cumulonimbus, której prąd wstępujący obraca się wokół własnej osi, inaczej mówiąc zawiera w sobie mezocyklon. Może nieść ze sobą wszystkie możliwe zagrożenia, włącznie z trąbami powietrznymi. 10

Burza wewnątrzmasowa Termiczna Burze termiczne występują najczęściej latem, gdy dopływ energii słonecznej do powierzchni Ziemi jest największy. W ciągu dnia słońce ogrzewa powierzchnie, od której ogrzewana jest przyziemna warstwa troposfery. Powoduje to wyraźny wzrost temperatury w dolnej warstwie, co prowadzi do unoszenia się powietrza (wyżej zalega powietrze chłodniejsze). Tego typu burze występują najczęściej popołudniu i wieczorem, gdy dolna warstwa wystarczająco się nagrzała. Czasami zdarza się, że trwają do nocy lub rana, z czym wiąże się nagromadzenie chwiejnej masy powyżej warstwy granicznej, gdy powierzchnia Ziemi i dolna warstwa wypromieniowuje ciepło do atmosfery. Burze rozwijają się wówczas z Altocumulus castellanus, czyli chmur piętra średniego. O tym jak zachowywać się będą burze powstałe w wyniku nagrzania, w dużej mierze decyduje tzw. poziomy gradient ciśnienia (zmiana ciśnienia w poziomie na określonym obszarze). Jeśli izobary na mapie leżą daleko od siebie, tj. ciśnienie np. między północną a południową częścią Polski praktycznie nie zmienia się, wiatr na tym obszarze będzie bardzo słaby. Jeśli jednak na jakimś obszarze izobary są zagęszczone (duża różnica ciśnień na małym obszarze), wiatr w troposferze będzie silny. 11

Ryc 6. Pojedyncza komórka burzowa powstała w upalny letni dzień nad Zatoką Pucką. Fot. własna. Jeśli wiatry w pionowym przekroju troposfery są słabe, takie burze przemieszczają się bardzo powoli lub wręcz stoją w miejscu (burze stacjonarne). Występują wówczas w postaci pojedynczych Cumulonimbusów, które możemy z daleka zobaczyć w pełnej okazałości. Tego typu burze nie trwają zbyt długo, gdyż za sprawą słabych wiatrów, prąd wstępujący napędzający burze znajduje się praktycznie w tym samym miejscu co prąd zstępujący (w postaci opadów deszczu) i burza rozpada się praktycznie nad miejscem w którym powstała. Istnieje jednak realne zagrożenie zalania miejscowości nad którą doszło do rozwoju takiej chmury, jeśli troposfera jest mocno uwodniona. Dodatkowo, jeśli w rejonie powstania stacjonarnego Cumulonimbusa wystąpi zbieżność kierunków wiatru w dolnej troposferze, napędzi ona dodatkowo prąd wstępujący burzy i będziemy mieli do czynienia ze stacjonarną burzą pulsacyjną (czyli taką, która słabnie a za chwilę znów się uaktywnia). Tego typu burze generują duże sumy opadowe i często są aktywne elektrycznie. Niekiedy związane są z nimi inne zjawiska jak grad (różnych rozmiarów) oraz silne porywy wiatru. 12

W przypadku gdy mamy do czynienia z silnym przepływem powietrza w troposferze, chmury burzowe będą przemieszczać się szybko, gdyż prąd zstępujący burzy oddzieli się od prądu wznoszącego napędzającego chmurę Cumulonimbus, a chmura wyraźnie rozrośnie się na boki. Tego typu komórki mogą łączyć się w tzw. burze wielokomórkowe, złożone z dwóch lub więcej chmur burzowych i nieść ze sobą różne zagrożenia. Jeśli warunki są odpowiednie może nawet dojść do rozwoju izolowanej superkomórki, z którą związane będą silne a nawet niszczące porywy wiatru, duży grad, czy też trąby powietrzne. Warto mieć na uwadze, że słoneczna i upalna pogoda nie zawsze zapowiada burze. Ze słoneczną aurą mamy często do czynienia będąc pod wpływem wyżu, a w wyżach powietrze ma tendencję do osiadania, będąc niekiedy bardzo suche. Burzom sprzyja niskie ciśnienie, gdzie powietrze wznosi się a nie osiada. Adwekcyjna Burze te powstają w wyniku napływu (adwekcji) chłodnej lub bardzo chłodnej masy powietrza w środkowej troposferze. Powoduje to wzrost różnicy temperatury między dolną a środkową troposferą i niejako wymusza wznoszenie się powietrza. Chmury kłębiaste powstałe w wyniku adwekcji chłodu w środkowej troposferze występują najczęściej w chłodnej porze roku. W zależności od tego jak duży jest pionowy gradient temperatury i ile wilgoci jest zawartej w troposferze, rozwijają się do poziomu Cumulus congestus lub dalej, do kłębiastodeszczowej chmury Cumulonimbus. Z reguły, choć nie zawsze, burze adwekcyjne nie są mocno aktywne elektrycznie i zdarza się, że wyładowania padają sporadycznie. Często rozwój komórek następuje nagle i w dość szybkim tempie, w strefie napływu chłodu, a komórki w efekcie przykrywają cały nieboskłon tworząc pasma konwekcyjne zbudowane z kilku komórek. Z pasmami konwekcyjnymi powstałymi w wyniku adwekcji chłodu często wiążą się chmury szelfowe i silne porywy wiatru (Machowski T., Zasadniczy podział burz). Burze frontowe Ten rodzaj burz jest szczególnie niebezpieczny. Burze frontowe powstają na styku dwóch mas powietrza, różniących się przede wszystkim temperaturą i wilgotnością, gdzie jedna napiera na drugą (chłodna na ciepłą front chłodny, ciepła na chłodną front ciepły). Ze zjawiskami burzowymi mamy do czynienia z reguły na frontach chłodnych, które przemieszczają się dużo szybciej od ciepłych a chłodne powietrze wślizguje się pod ciepłe, wypychając je gwałtownie do góry i wymuszając konwekcję. Czasami burze pojawiają się 13

jednak również na frontach ciepłych (cieplejsza masa nasuwa się na chłodniejszą) i chmury burzowe są zwykle wbudowane w zachmurzenie warstwowe związane z ciepłym frontem Ryc 7. Burza frontowa nad Półwyspem Helskim. Często na czele burz frontowych pojawia się wał szkwałowy, inaczej chmura szelfowa rozciągła na całą szerokość horyzontu. Fot. własna. Z bardzo niebezpieczną sytuacją pogodową mamy zwykle do czynienia, gdy do Polski z południowego-zachodu/południa napływa gorąca i wilgotna zwrotnikowa masa powietrza, która to następnie zostaje wyparta przez chłodny front atmosferyczny niosący ze sobą powietrze polarno-morskie z kierunków zachodnich. Takim frontom towarzyszy często bardzo duża pozioma różnica temperatury między dwoma masami (poziomy gradient temperatury), co w efekcie prowadzi do pojawienia się silnego przepływu powietrza i uskoków wiatru (zmian prędkości oraz kierunków wiatru wraz z wysokością). Często przy takim scenariuszu pojawia się inwersja temperatury związana z napływem ciepłego powietrza powyżej warstwy granicznej przed chłodnym frontem, co przy dużej energii chwiejności na chłodnym froncie może spowodować jej przebicie i jeszcze gwałtowniejszy rozwój burz. Burze frontowe mają zwykle charakter liniowy, gdzie wzdłuż linii frontu dochodzi do rozwoju chmur burzowych Cumulonimbus. W takich przypadkach na wyładowania atmosferyczne i inne zagrożenia związane z burzami narażona jest spora część Polski, gdyż aktywna część frontu może obejmować swoim zasięgiem większy obszar kraju. Często za frontem chłodnym następuje adwekcja (napływ) chłodu w środkowej troposferze, w związku z czym za główną strefą burz, również mamy do czynienia z rozwojem chmur Cumulonimbus. 14

Ryc. 8. Widoczna na detektorze wyładowań strefa aktywnego, pofalowanego frontu atmosferycznego. Źródło obrazu: www.blitzortung.org W zależności od warunków jakie panują podczas przechodzenia frontu, burze mogą zorganizować się w różny sposób. Jak wyżej wspomniano bardzo niebezpieczne są fronty charakteryzujące się dużymi różnicami temperatur między jedną a drugą masą powietrza, co wpływa na pojawienie się silnego przepływu powietrza w pionowym przekroju troposfery i dużych uskoków. Często towarzyszą temu procesy wspomagające ruchy wznoszące i podtrzymujące aktywność burzy, jak np. zbieżność wiatru w dolnej części troposfery (działająca trochę jak orografia terenu). Są to dobre warunki do organizacji burz w duży układ zbudowany z kilku komórek a być może nawet superkomórek, z często wbudowaną linią szkwału. Taki duży układ związany z przechodzącym frontem może nieść ze sobą duże zagrożenia jak: niszczące porywy wiatru, a lokalnie opady dużego gradu czy też trąby powietrzne. Na froncie czasem dochodzi do zafalowania w związku z czym burze mogą przechodzić nad danym miejscem jedna za drugą, powodując tzw. powodzie błyskawiczne (Machowski T., Zasadniczy podział burz). 15

Burze frontowe mogą powstać w każdej porze roku, a zimą pojawiają się na frontach związanych z głębokimi niżami, niosąc ze sobą silne porywy wiatru oraz bardzo intensywne opady śniegu i sporadycznie wyładowania atmosferyczne. Często zdarza się, że burze na frontach uaktywniają się w godzinach porannych lub około południa a zanikają późnym wieczorem, jednak nie jest to reguła, gdyż na najbardziej aktywnych mogą trwać całą noc. Należy jednak pamiętać, że nie z każdym frontem chłodnym są związane wyładowania atmosferyczne, a burze często nie rozwijają się równomiernie wzdłuż całej linii. Czasami warunki do rozwoju burz na liniach frontów są słabe a niekiedy nawet groźny scenariusz pogodowy może zostać zahamowany przez przykładową inwersję. To, że burze frontowe są najgroźniejsze nie jest regułą. Czasami stosunkowo zwykła komórka powstała w wyniku dziennej insolacji słonecznej może przybrać postać superkomórki i wygenerować trąbę powietrzną, czy też mieć charakter stacjonarny, zalewając daną miejscowość. Aby wiedzieć z jakimi burzami możemy mieć do czynienia i jakie zagrożenia mogą ze sobą nieść, należy zawsze dzień wcześniej czytać prognozy pogody i obserwować to, co dzieje się na horyzoncie i nad naszymi głowami. Bibliografia Degirmendzic J., Kożuchowski K. (red), Wibig J. (2004), Meteorologia i Klimatologia, Warszawa, passim Bajkiewicz-Grabowska E., Kossowska-Cezak U. (2009), Podstawy Hydrometeorologii, Warszawa, passim Hamblyn R. (2008), Wielki Atlas Chmur, Warszawa, s. 22-31, 48-50 Machowski T., Zasadniczy podział burz [online], [dostęp: 10 czerwca 2015], dostępny w internecie: http://lowcyburz.pl/2011/08/17/rodzaje-burz/ Ostrowski K., Surowiecki A., Trębicki K. (2010), Przewodnik do prognozowania burz z użyciem map wskaźników konwekcyjnych [online], [dostęp: 10 czerwca 2015], dostępny w internecie: http://lowcyburz.pl/download/przewodnik_po_prognozach_konwekcyjnych.pd f 16

Ostrowski K., Radiosondaże [online], [dostęp: 10 czerwca 2015], dostępny w internecie: http://lowcyburz.pl/download/radiosondaze.pdf 17