Wybrane uwarunkowania synoptyczne intensywnej tornadogenezy w Europie w latach 1998-2013

• Autorzy: Wieczorek L. , Podstawczyńska A.

Warianty tytułu

EN

Selected Synoptic Conditions of Intensive Tornadogenesis in Europe in the Years 1998-2013

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem pracy było wyróżnienie rodzajów sytuacji synoptycznych, podczas których występowało zjawisko intensywnej tornadogenezy. Dodatkowym celem opracowania było wskazanie położenia geograficznego obszarów pochodzenia mas powietrza, w jakich formowały się najsilniejsze trąby powietrzne w skali Fujity (F3 i F4) oraz analiza częstości adwekcji z wyznaczonych obszarów źródłowych. Baza danych niniejszej pracy składała się z części ogólnej (w pełni zweryfikowane raporty European Severe Weather Database o liczbie, sile i miejscu wystąpienia trąb powietrznych w latach 1998-2013 – 1 772 trąb powietrznych z obszaru Europy, w tym 102 przypadki w granicach Polski) oraz bazy wyselekcjonowanej, zawierającej dane m.in. o trąbach powietrznych występujących w trakcie zjawiska intensywnej tornadogenezy, towarzyszących im dolnych i górnych sytuacjach synoptycznych (mapy z archiwum www.wetter3.de), 72-godzinnych trajektoriach wstecznych mas powietrza napływających nad miejsce wystąpienia trąb powietrznych o sile F3 i F4 (wykorzystano model NOAA HYSPLIT 4.1). Zjawisko intensywnej tornadogenezy zdefiniowano jako wystąpienie co najmniej dwóch trąb powietrznych w ciągu 12 godzin w miejscach oddalonych od siebie maksymalnie o 150 km lub wystąpienie trąb powietrznych jako sekwencji zjawiska podążającego za frontami atmosferycznymi. Kryterium procesu intensywnej tornadogenezy spełniło 40% (718) trąb powietrznych w badanym okresie. Wyróżniono trzy główne sytuacje synoptyczne w dniach intensywnej tornadogenezy, tj. z frontami atmosferycznymi (51%), bezfrontowe (44%), z frontogenezą, frontolizą oraz frontami górnymi (5%). Łącznie główne sytuacje synoptyczne podzielono na 28 typów, z czego front chłodny oraz zatoka niskiego ciśnienia najczęściej towarzyszyły zjawisku intensywnej tornadogenezy. Silne trąby powietrzne o prędkości wiatru powyżej 250 km/h (F3 i F4) stanowiły tylko 3% (46) przypadków w badanym okresie. Analiza szlaków przemieszczania się mas powietrza trzy doby przed adwekcją nad miejsce obserwacji silnych trąb powietrznych wykazała przewagę powietrza morskiego nad kontynentalnym na poziomach 2 500 m i 5 000 m, a kontynentalnego nad morskim na wysokości 500 m. Wyróżniono szesnaście geograficznych obszarów pochodzenia mas powietrza 72-godz. przed napływem nad miejsca intensywnej tornadogenezy w Europie, ograniczonych równoleżnikami 25°N i 57°N oraz południkami 70°W i 25°E. Morze Śródziemne, środkowa i wschodnia część północnego Atlantyku i Półwysep Bałkański to obszary, które najczęściej zasilały adwekcje nad miejsca intensywnej tornadogenezy.

EN

The main purpose of this study was to distinguish types of synoptic situations corresponding to the intense tornadogenesis. An additional objectives of the study were to indicate the geographical location of air masses source in which the intense tornado (F3 and F4, Fujita scale) were formed, and analysis of the frequency of air masses fetch from the designated source areas. The database of this work consisted of a general part (entirely verified reports of the European Severe Weather Database on the number, strength and location of tornadoes in 1998-2013, i.e. 1 772 tornadoes from Europe, including 102 cases within Poland) and a selected database containing the data: about tornadoes occurring during the intense tornadogenesis, accompanying lower and upper synoptic situations (maps from the archive www.wetter3.de), 72-hour backward trajectories of air masses fetch over the site of the intense tornados F3 and F4 (using NOAAHYSPIT 4.1 model). The phenomenon of the intense tornadogenesis was defined in this study as the occurrence of two tornadoes within 12 hours at least in the sites located up to 150 km or the occurrence of tornadoes as a sequence of phenomena following the atmospheric fronts. There were 40% (718) cases of tornadoes within the intense tornadogenesis in analyzed period. Three main synoptic situations were distinguished in the days of intense tornadogenesis, i.e. with atmospheric fronts (51%), without atmospheric fronts (44%), with frontogenesis, frontolysis and upper fronts (5%). In total, the main synoptic situations were divided into 28 types, of which the cold front and the trough most often corresponded to the phenomenon of intense tornadogenesis. The intense tornadoes with wind speeds above 250 km/h (F3 and F4) occurred in 3% (46) cases in the analyzed period. Analysis of the 3-day air masses backward trajectories revealed the dominance of maritime air masses at 2 500 m and 5 000 m levels, and the continental air masses at 500 m level within the intense tornadoes occurrences. There were 16 geographical sources of air masses fetch over of the site of intense tornadogenesis in Europe, limited by latitudes of 25°N and 57°N and longitudes of 70°W and 25°E. Mediterranean Sea, the central and the eastern part of the North Atlantic, Balkan Peninsula are the areas that most often supplied air masses fetch over the sites of the intense tornadogenesis.

Słowa kluczowe

PL

trąba powietrzna; tornadogeneza; trąby powietrzne w Europie; trąby powietrzne w Polsce; warunki synoptyczne; masy powietrza

EN

tornado; tornadoes in Europe; tornadoes in Poland; synoptic conditions; air masses

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2018
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 69--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., mapy, rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wieczorek L.

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Meteorologii i Klimatologii, Łódź, Polska

autor

Podstawczyńska A.

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Meteorologii i Klimatologii, Łódź, Polska

Bibliografia

• [1] Ahrens C. D., 2011, Essentials of meteorology: an invitation to the atmosphere, Cengage Learning, 528 s.
• [2] Antonescu B., Schultz D. M., Lomas F., Kühne T., 2016, Tornadoes in Europe: synthesis of the observational datasets, Monthly Weather Review, 144 (7), 2445-2480, DOI: 10.1175/MWR-D-15-0298.1.
• [3] Chmielewski T., Nowak N., Walkowiak I. K., 2013, Tornado in Poland of August 15, 2008: results of post-disaster investigation, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 118, 54-60, DOI: 10.1016/j.jweia.2013.04.007.
• [4] Davidson K., 1996, Twister: the science of tornadoes and the making of a natural disaster movie, Gallery Books, 240 s.
• [5] Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2006, O drogach i kierunkach adwekcji mas powietrza nad obszar Polski, [w:] Klimatyczne aspekty środowiska geograficznego, J. Trepińska, Z. Olecki (red.), IGiGP UJ, Kraków, 341-350.
• [6] Dial G. L., Racy J. P., Thompson R. L., 2010, Short-term convective mode evolution along synoptic boundaries, Weather Forecasting, 25 (5), 1430-1446, DOI: 10.1175/2010WAF2222315.1.
• [7] Dotzek N., 2003, An updated estimate of tornado occurrence in Europe, Atmospheric Research, 67-68, 153-161, DOI: 10.1016/S0169-8095(03)00049-8.
• [8] Draxler R. R., Rolph G. D., 2010, HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory), NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD, dostępne online http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php (09.04.2018).
• [9] Edwards R., LaDue J. G., Ferree J. T., Scharfenberg K., Maier C., Coulbourne W. L., 2013, Tornado intensity estimation: past, present and future, Bulletin of the American Meteorological Society, 94 (5), 641-653, DOI: 10.1175/BAMS-D-11-00006.1.
• [10] Feuerstein B., Dotzek N., Grieser J., 2005, Assessing a tornado climatology from global tornado intensity distributions, Journal of Climate, 18 (4), 585-596, DOI: 10.1175/JCLI-3285.1.
• [11] Fujita T. T., 1971, Proposed characterization of tornadoes and hurricanes by area and intensity, SMRP Research Paper, 91, 42 s.
• [12] Galway J., 1977, Some climatological aspects of tornado outbreaks, Monthly Weather Review, 105 (4), 477-484, DOI: 10.1175/1520-0493(1977)105<0477:SCAOTO>2.0.CO;2.
• [13] Garner J., 2013, A study of synoptic-scale tornado regimes, Electronic Journal of Severe Storms Meteorology, 8 (3), 1-25.
• [14] Grazulis T. P., 2003, The tornado – nature’s ultimate windstorm, University of Oklahoma Press, 348 s.
• [15] Groenemeijer P. H., Kühne T., 2014, A climatology of tornadoes in Europe: results from the European Severe Weather Database, Monthly Weather Review, 142 (12), 4775-4790, DOI: 10.1175/MWR-D-14-00107.1.
• [16] Gumiński R., 1936, Trąba powietrzna pod Lublinem w dniu 20 lipca 1931 r., Wiadomości Meteorologiczne i Hydrologiczne, 16, 7-9.
• [17] Homar V., Gayà M., Ramis C., 2001, A synoptic and mesoscale diagnosis of a tornado outbreak in the Balearic Islands, Atmospheric Research, 56 (1-4), 31-55, DOI: 10.1016/S0169-8095(00)00087-9.
• [18] Hubrig M., 2004, Analyse von Tornado- und Downburst-Windschäden an Bäumen, Forst und Holz, 59, 78-84.
• [19] Huff F. A., Hisser H. W., Bigler S. G., 1954, Study of an Illinois tornado using radar, synoptic weather and field survey data, Report of Investigation No. 22, State Water Survey Division, Urbana, IL, 73 s.
• [20] Lorenc H., 2009, Wpływ zmian klimatu na środowisko, gospodarkę i społeczeństwo, zadanie 4, projekt KLIMAT, IMGW, Warszawa.
• [21] Lorenc H., 2012, Struktura maksymalnych prędkości wiatru w Polsce, [w:] Wpływ zmian klimatu na środowisko, gospodarkę i społeczeństwo, tom 3: Klęski żywiołowe a bezpieczeństwo wewnętrzne kraju, H. Lorenc (red.), IMGW-PIB, Warszawa, 33-59.
• [22] Markowski P., Richardson Y., 2009, Tornadogenesis: our current understanding, forecasting considerations, and questions to guide future research, Atmospheric Research, 93 (1-3), 3-10, DOI: 10.1016/j.atmosres.2008.09.015.
• [23] Meaden G. T., 1976, Tornadoes in Britain: their intensities and distribution in space and time, Journal of Meteorology, 1 (8), 242-251.
• [24] Muller R. A., 2013, The truth about tornadoes, The New York Times, dostępne online https://www.nytimes.com/2013/11/21/opinion/the-truth-about-tornadoes.html (09.04.2018).
• [25] Nariūnaitė I., 2011, Extreme weather event – tornado – in Lithuania on 27 July 2011, dostępne online https://www.eumetsat.int/website/wcm/idc/idcplg?IdcService-=GET_FILE&dDocName=PDF_CONF_P61_S7_07_NARIUNAI_P&RevisionSelectionMethod=LatestReleased&Rendition=Web (09.04.2018).
• [26] Nastos P. T., Matsangouras I. T., 2014, Analysis of synoptic conditions for tornadic days over western Greece, Natural Hazards and Earth System Sciences, 14 (9), 2409-2421, DOI: 10.5194/nhess-14-2409-2014.
• [27] Niedźwiedź T., German K., Sadowski P., 2003, Synoptic conditions of the tornado occurrence in the Podhale region on 29 May 2001 and its natural and economic impacts, Prace Geograficzne, 112, 55-67.
• [28] Parfiniewicz J., 2009a, Tornado w rejonie Częstochowy – 20 lipca 2007 roku. Część I: analiza synoptyczna, Przegląd Geofizyczny, 54 (3-4), 147-159.
• [29] Parfiniewicz J., 2009b, Tornado w rejonie Częstochowy – 20 lipca 2007 roku. Część II: symulacje komputerowe i analiza 3D, Przegląd Geofizyczny, 54 (3-4), 161-182.
• [30] Popławska J., 2014, Tornada superkomórkowe w Polsce – studium przypadku z 15 sierpnia 2008, Prace i Studia Geograficzne, 56, 205-229.
• [31] Potvin C. K., Elmore K. L., Weiss S. J., 2010, Assessing the impacts of proximity sounding criteria on the climatology of significant tornado environments, Weather and Forecasting, 25 (3), 921-930, DOI: 10.1175/2010WAF2222368.1.
• [32] Rasmussen E. N., Blanchard D. O., 1998, A baseline climatology of sounding-derived supercell and tornado forecast parameters, Weather and Forecasting, 13 (4), 1148-1164, DOI: 10.1175/1520-0434(1998)013<1148:ABCOSD>2.0.CO;2.
• [33] Siedlecki M., 2011, Charakterystyka klimatologiczna chwiejności atmosfery nad Europą, Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica, 11, 204 s.
• [34] Taszarek M., 2013, Możliwość prognozowania trąb powietrznych w Polsce, Przegląd Geograficzny, 85 (3), 353-371.
• [35] Taszarek M., Brooks H. E., 2015, Tornado climatology of Poland, Monthly Weather Review, 143 (3), 702-717, DOI: 10.1175/MWR-D-14-00185.1.
• [36] Taszarek M., Kolendowicz L., 2013, Sounding-derived parameters associated with tornado occurrence in Poland and Universal Tornadic Index, Atmospheric Research, 134, 186-197, DOI: 10.1016/j.atmosres.2013.07.016.
• [37] Walczakiewicz S., Ostrowski K., Surowiecki A., 2011, Warunki synoptyczne występowania trąb powietrznych w Polsce w latach 2001-2010, Prace Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, 70, 43-52.
• [38] Wieczorek L., 2016, Zmienność czasowo-przestrzenna występowania trąb powietrznych w Europie i w Polsce w latach 1998-2013, Przegląd Geograficzny, 88 (3), 353-368.
• [39] IPCC 2007, Climate Change 2007: Synthesis Report, Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the IPCC, IPCC, Genewa, 104 s.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).