Hosszan tartó szélvihar egy markáns hidegfront nyomában

Horváth Ákos, Zsikla Ágota

A vihar első napján, február 4-én a legerősebb széllökések sík vidéken Sopronban (111 km/h), illetve a Balaton környékén voltak (Balatonőszödön 110 km/h, Balatonmárián 106 km/h). Az országos maximumokat a hegyi állomásokon mérték: a környezetéből markánsan kiemelkedő budapesti János-hegyen 124 km/h, míg a Bakonyban található Kab-hegyen 120 km/h volt a legerősebb mért széllökés. Síkvidéki területeken éjszakára kissé mérséklődött a vihar ereje, azonban másnap elsősorban a Dunántúlon újra sokfelé 90 km/h-t is meghaladták a legerősebb széllökések. Ismét főleg a Balaton déli partja volt a leginkább szeles terület 100 km/h-t elérő széllökésekkel.

A vihar átvonulása nem csak hazánkban, de Nyugat-Európától a Balkánon át Törökországig jelentős pusztítással járt. Magyarországon a jelentős károk mellett ezúttal sajnos halálos áldozatot is követelt a rendkívülinek mondható hidegfront betörés.

A hidegfront mögött az egész nyugati hemiszférát átfogó időjárási folyamat állt. 2020 januárját meghatározó anticiklonok, amelyek erőteljesen északi irányba tolták a nyugati szelek övét, február elejére leépültek. A nyomukban kialakuló zonális áramlásban Európát is érintő mély ciklonok alakultak ki. A magyarországi frontbetörés előtti napon érte el Európa nyugati partjait az az éles hidegfront, amely mögött a sarkvidéki eredetű levegő betörése megkezdődött (1a. ábra). A front mögött egy anticiklon kezdett kiépülni, a front mentén kialakuló hullámban pedig egy ciklon indult gyors fejlődésnek az Alpok északi oldalán (1b. ábra). Ennek a délkeleti irányba vonuló hullám ciklonnak a hátoldalán tört be a front Magyarországra is február 4-én a délelőtti órákban (1c. ábra).

A hidegfront –szemben az idei tél gyengébb frontjaival- nem csak a légkör alsó rétegeit érintette, de az egész troposzférát átfogta. Az 500 hPa-os nyomási szinten (kb. 5.5 km magasságban) jól követhető volt a poláris hideg leszakadás, illetve a 300 hPa-os szinten a jet stream markáns irányváltozása mutatta a hidegbetörés mélységét (2a-c. ábrák).  Hasonlóan markáns felsőlégköri képet téli időszakban 2018. február végén mutatott a légkör, egy ugyancsak erős sarkvidéki hideg kitörés nyomán.

A térségünkbe érő hidegfront átvonulását vertikális metszeteken követve (3a-d. ábrák) látható, hogy a front hajlata nagyon meredek volt, illetve a Dunántúl fölé érve a magasban a hideg levegő előre is siklott. A magasban előretörő hideg levegő a konvektív instabilitást is megnövelte, így a front emelő hatása mellet ez is hozzájárulhatott a hidegfront előtti zivatarlánc kialakulásához (4. ábra). A front mögötti hidegadvekció maximuma a talajhoz közel, 1000-1500 m magasságban volt 30 m/s-t meghaladó széllel. 

A hidegfront dinamikáját jellemzi, hogy érkezése előtt a nyugati országrészben helyenként 8 hPa-t csökkent a légnyomás három óra alatt, majd a front átvonulását követően 4 hPa-t is meghaladta a három óra alatt lezajlott nyomásemelkedés.

A frontbetörést a radar képeken is jól jelző keskeny zivatarlánc nem közvetlenül a hidegfronton, hanem a front előtt alakult ki (5a-c. ábrák). A nyári hidegfrontok előtti zivatarokhoz (prefrontális instabilitási vonalakhoz) hasonlóan a zivatarlánc a hidegfront előtt haladt. A zivatarok idején a szél átmenetileg sokfelé viharossá fokozódott, de még nem fordult északnyugatira, ez csak a front átvonulása után következett be. A zivatarláncot és a frontot a meteorológiai állomások szél és légnyomási idősora alapján is meg lehet különböztetni (6. ábra).

A frontátvonulást követően az erős szélvihart közvetlenül a hideg levegőnek az egész troposzférára kiterjedő bezúdulása okozta. Az érkező sarkvidéki légtömeg azonban száraz volt, így a kevéssé felhős éjszaka során a viharos szél ellenére megindult a kisugárzás, amely a talaj menti levegő hűléséhez még inkább hozzájárult. Az így kialakult felszín közeli hidegebb levegő már kevésbé tudott átkeveredni a magasabban áramló levegővel, ezért a megnövekedett felszíni súrlódás miatt a sík területeken éjszaka valamennyire csökkent a felszíni szél ereje. Mindez a magasabb rétegekbe benyúló hegycsúcsokon már kevésbé érvényesült, így Kab-hegyen, illetve János-hegyen éjszaka sem csökkent számottevően a szél erőssége, ott továbbra is 100 km/h felett voltak a legerősebb lökések.

A második viharos napon (február 5-én) a szél motorja már nem a hideg beáramlás, hanem a nyugaton felépülő hatalmas anticiklon és a délkeleten mélyülő ciklon közötti nyomáskülönbség volt (1d. ábra). Az nagy nyomás gradiens övezet az Északi-tengertől Afrika partjáig húzódott, szélviharokat okozva Németországtól Szicíliáig, mély ciklont gerjesztve a Földközi-tenger keleti medencéjében.

Az ilyen típusú viharos alapáramlások hatására időnként sajátos helyi jelenségek jönnek létre. A Bakony déli oldalán, amikor a viharos északi szél átbukik a hegyvonulaton, egy jellegzetes un. lee-oldali, egyhelyben maradó nyomási depresszió alakul ki (7. ábra). A nyomási teknő hátoldalán az alapáramláshoz képest jóval erősebb szél is kialakulhat. A jelenség kapcsolatba hozható az un. lejtővihar jelenséggel, amely 2004-ben letarolta a Tátra hegység déli lejtőit. A hegyen átbukó levegő jellegzetes, akár egy egész napon keresztül is helyben maradó felhőzetet hoz létre, amely a Balaton felől jól megfigyelhető (1. videó).

A két napon keresztül fújó viharos szél a Balatonon méteres hullámokat hozott létre, teljes mélységében átkeverve a vizet (8. ábra). Ilyen időjárási helyzetben, ha a levegő hőmérséklete fagypont alatti, akkor a mélységében átkeveredő és lehűlő Balaton a szél leállást követően gyorsan be tud fagyni. A 2020 február eleji hidegbetörés azonban ehhez nem volt elég alacsony hőmérsékletű.

Összefoglalva elmondható, hogy a 2020. február 4-én betörő hidegfront és a mögötte kialakult hosszan tartó szélvihar egy markáns, tipikusnak mondható időjárási helyzethez kötődik. A sarkvidéki légtömegek ilyen jellegű kitörése az egész kontinensen szélsőséges időjárást okoz.

1a. ábra
A hidegfront átvonulása Európán 2020. február 3. 13 órakor (12 UTC) az ECMWF számításai alapján

1b. ábra
A hidegfront átvonulása Európán február 4-én 1 órakor (0 UTC) az ECMWF számításai alapján

1c. ábra
A hidegfront átvonulása Európán február 4-én 13 órakor (12 UTC) az ECMWF számításai alapján
   

1d. ábra
A hidegfront átvonulása Európán február 5-én 13 órakor (12 UTC) az ECMWF számításai alapján;
az ábrákon a színezett területek a 850 hPa (kb. 1500 m) nyomási szint hőmérsékletét jelzik,
a fekete vonalak a tengerszint légnyomást, a szélzászlók az alsó troposzféra (925 hPa nyomási szint)
szélviszonyait mutatják

2a. ábra
A középső és felső troposzféra hőmérsékleti és szélviszonyai  2020. február 3. 7 órakor (6 UTC)
az ECMWF számításai alapján

 
2b. ábra
A középső és felső troposzféra hőmérsékleti és szélviszonyai február 4. 7 órakor (6 UTC)
az ECMWF számításai alapján

2c. ábra
A középső és felső troposzféra hőmérsékleti és szélviszonyai február 5. 1 órakor (0 UTC)
az ECMWF számításai alapján;
a baloldalon az 500 hPa nyomásszint hőmérséklete (színezett területek) és áramlási viszonyai,
a jobb oldalon a 300 hPa nyomásszint szélviszonyai láthatóak (a színezett területek a szélerősséget jelölik)

3a. ábra
A hidegfront átvonulása vertikális metszetek alapján 2020. február 4. 8 órakor (7 UTC)
az ECMWF számításai szerint

 
3b. ábra
A hidegfront átvonulása vertikális metszetek alapján 2020. február 4. 10 órakor (9 UTC)
az ECMWF számításai szerint

 
3c. ábra
A hidegfront átvonulása vertikális metszetek alapján 2020. február 4. 12 órakor (11 UTC)
az ECMWF számításai szerint

3d. ábra
A hidegfront átvonulása vertikális metszetek alapján 2020. február 4. 14 órakor (13 UTC)
az ECMWF számításai szerint;
a színezett területek az ekvivalens potenciális hőmérsékletet mutatják,
az ábrák jobb felső sarkában a metszet iránya látható

 
4. ábra
A hidegfront átvonulása a radarképeken
a) 2020. február 4. 9 órakor (8 UTC); b) 10 órakor; c) 11 óra körül; d) 13 órakor

 
5a. ábra
A hidegfront és a zivatarlánc átvonulása Magyarországon 2020. február 4. 10:50-kor (9:50 UTC)
a radarképek és a felszíni szélmérések alapján

5b. ábra
A hidegfront és a zivatarlánc átvonulása Magyarországon 2020. február 4. 11:50-kor (10:50 UTC)
a radarképek és a felszíni szélmérések alapján

 
5c. ábra
A hidegfront és a zivatarlánc átvonulása Magyarországon 2020. február 4. 12:45-kor (11:45 UTC)
a radarképek és a felszíni szélmérések alapján; 
a számok az időpontban mért legerősebb széllökéseket jelzik

6. ábra
A mért felszíni légnyomás és a legerősebb széllökés időbeli változása Siófokon 2020. február 4-én

7. ábra
A WRF modell által számított tengerszinti légnyomás (folytonos vonlak) és felszíni szélerősség
2020. február 5. 12 órakor (11 UTC);
a Bakony déli oldalán megfigyelhető a lee oldali nyomásdepresszió és szélerősödés

8. ábra
A két napja tartó viharos északnyugati szél méteres hullámokat okozva mélységében átkeverte a Balatont