Grindina – de la necunoscut la predicție

/ Vizionări: 5252
Tag-uri:

Град

 

Grindina a reprezentat în ultimele zile o problemă majoră pentru populație și autorități. Căderile de grindină din București și nu numai au dus la blocarea circulației pe străzi, la distrugerea culturilor agricole și la inundații. Mulți dintre noi probabil că ne întrebăm cum s-a produs fenomenul și ce tehnică de prognoză stă la baza emiterii avertizărilor meteorologice pentru cazuri de grindină. Pornind de la episodul de grindină din data de 4 Mai 2014 (Foto 1), vom încerca să explicăm succint geneza grindinei.

Grindina a afectat roada în şase localităţi din Moldova
Grindina a afectat roada în şase localităţi din Moldova

Studiind fenomenul de grindină, mai ales din punct de vedere genetic, numeroși cercetători (Rinehart, 2004; Mallafre, 2008; Betchart et al., 2012) au evidențiat că celulele convective – sursă a grindinei – răspund prin semnale radar într-o formă organizată, repetitivă, în general destul de facil de urmărit prin implementarea unor algoritmi.

În funcție de semnalul radar emis de particulele de gheață din nori, s-au realizat de-a lungul timpului mai multe clasificări (Lin, 2007), dintre care cea menționată ca fiind completă și corectă de către cei mai mulți autori este aceea care grupează convecția în: celule simple, multicelule, supercelule.

Utilitatea acestei clasificări reiese din încadrarea formațiunilor convective în anumite tipare, în funcție de care se poate estima ciclul de viață, tipul de precipitație și caracteristicile barice și termice, dar este destul de robustă în sensul că în unele situații este destul de dificil să se stabilească strict tipul de fenomene caracteristice fiecărui grup.

Principiul fizic pe baza căruia se estimează cantitatea de grindină din celula convectivă se sprijină pe evaluarea energiei potențiale disponibile (Lin, 2007; Paraschivescu, 2010)). Mai concret, meteorologul se ghidează în a stabili condițiile termodinamice favorabile dezvoltării convecției cumuliforme studiind energia potențială disponibilă pentru convecție.

Celulele convective izolate sau norii Cumulonimbus (Foto 2) reprezintă cele mai simple surse de energie pentru complexele convective mezoscalare, jucând un rol semnificativ în circulația atmosferei și transferul de umezeală și căldură între troposfera înaltă și stratosfera joasă. Totodată, aceștia joacă un rol important în bugetul radiativ al atmosferei (Ciulache et al., 1995). Structura unui nor Cumulonimbus asociat fenomenului de grindină este prezentată în Figura 2. Din aceasta se poate observa vârful norului în care curenții sunt divergenți și structura tipică unui nor de grindină, cu zonele norului associate căderilor de grindină.

Град

 

Definitorie pentru acest tip de celule convective este forfecarea verticală foarte slabă (<10m/s in primii 4km). Timpul de viață este de doar 30 de minute, în care se celula trece prin trei perioade: cea de dezvoltare, perioada matură și perioada de disipare (Paraschivescu, 2010). Structura lor simplă poate fi descrisă ca prezentând un singur curent ascendent destul de înalt, care poate atinge troposfera, dar care foarte rar este responsabil de geneza grindinei, norii Cumulonombus simplii dând doar fenomene orajoase și precipitații lichide (Ciulache et al., 1995).

Sistemul multicelular (Foto 3) reprezintă apare într-o fază mai evoluată a celulelor convective simple, prin fuzionarea lor într-un anumit sistem, organizare dictate de forfecarea pe vertical mai intense, dar într-o oarecare măsură moderată (10-20 ms în primii 4 km pe verticală), și un timp de viață mai lungă față de cel al unei celule simple, datorită faptului că celulele individuale nu fuzionează unele cu altele (Lin, 2007). Deși unele din celulele ce formează sistemul se pot destrăma, acesta este menținut de altele noi care apar în lungul frontului de rafală.

Град

 

Vizual, aceste sisteme multicelulare sunt recunoscute de meteorologi prin forma de boltă pe care o capătă la partea superioară, unde se deplasează aerul rece purtat de jos în sus de curenții ascendenți induși de evaporarea precipitațiilor. Un alt element ajutător este mișcarea individuală a celulelor, dată de vântul mediu orientat spre NE, în timp ce ansamblul de celule se mişcă spre E. ”Curgerea” spre exterior al aerului rece purtat de rafală este cea care întreține viața sistemului multicelular (Paraschivescu, 2010).

Supercelulele (Foto 4) reprezintă faza cea mai avansată a unui sistem convectiv, fiindu-i caracteristică înclinarea celulelor component, precum și mișcarea rotațională într-un mediu cu o puternică forfecare verticală, peste 20 m/s în primii 4 km (Lin, 2007).

Град

Datorită întârzierii cu care se realizează mișcările rotative și a evoluției lente, supercelulele se pot menține mai multe ore și sunt răspunzătoare în cele mai multe cazuri de formarea fenomenului de grindină și alte fenomene de vreme severă (ploi abundente, furtuni individuale, chiar tornade). Dezvoltarea lor poate fi urmată de o scindare a furtunii în doua celule care se vor deplasa în sens contrar față de vantul mediu, între care cea din stânga se distruge rapid, pe când cea din dreapta va antrena rotația curenților ascendenți (Mallafre, 2008). Așadar, din celula dreaptă se vor forma alte celule, de unde se poate ușor deduce că supercelulele se deplasează spre dreapta. Puternicul curent ascensional generator de așa-numitele ”furtuni supercelulare” mai este cunoscut în literatura de specialitate și sub denumirea de ”mezociclon”.

Modelul RADAR descris de o supercelulă poate fi ușor confundat cu unul multicelular, însă datorită structurii tipice a acesteia, regiuni de ecou slab, zone balcon, gradienți puternici de reflectivitate, sistemul supercelular poate fi reperat cu precizie pe produsele radar (Betschart et al., 2012).

Așadar, în detecția grindinei, radarul este un sistem observațional esențial, fiind singurul aparat cu ajutorul căruia meteorologii își pot forma o privire completa asupra furtunilor și pot prevedea la timp și cu o bună rezoluție spațială (aproximativ 1km2 fenomenul de grindină.

Bibliografie:

  1. Betschart, M., Hering, H., 2012, Automatic Hail Detection at MeteoSwiss. Verification of the radar-based hail detection algorithms POH, MESHS and HAIL, Arbeitsbericht MeteoSchweiz nr. 23
  2. Ciulache, S., Ionac, N., 1995,  Fenomene geografice de risc, Editura Universitară, București
  3. Lin, Y.-L., 2007, Mesoscale dynamics, Cambridge University Press.
  4. Mallafre, M.C., 2008, Identificación y caracterización del granizo mediante el radar meteorológico. Modelos de predicción del ciclo de vida de las células convectivas, Departament d’Astronomia i Meteorologia, Universitat de Barcelona
  5. Rinehart, R., 2004, Radar for Meteorologists, University of Oklahoma Press

 

Sursa