Napoved neviht ekipe Meteoinfo Slovenija
Na spletni in facebook strani Meteoinfo Slovenija je bila v soboto, 13. 7. 2024 ob 10. uri izdana napoved neviht, v kateri smo za severovzhod države izdali 2. stopnjo nevarnosti, kar pomeni veliko verjetnost nastanka močnejših neviht. Različni regionalni meteorološki modeli z visoko prostorsko ločljivostjo so namreč nakazovali na zelo ugodne pogoje za razvoj močnih nevihtnih celic z debelo točo, kar je bilo omenjeno tudi v napovedi.
Vremenska slika in dejavniki za razvoj neviht
Nad Evropo je prevladovala vremenska slika, ob kateri se pri nas in v naši okolici pogosto pojavljajo močnejše nevihte in neurja, saj smo bili blizu meje med hladnejšo atlantsko zračno maso severno od Alp ter vročo afriško-sredozemsko zračno maso na jugu in jugovzhodu Evrope. Hladna fronta je potekala od Poljske preko Alp proti Španiji in se je zaustavila vzdolž alpske verige, saj območij južno od Alp v nižjih slojih ozračja ni preplavil hladnejši zrak. Višinska dolina s hladnim zrakom nad severnim delom zahodne in srednje Evrope se je odcepila v višinsko jedro (slika spodaj). To je počasi potovalo proti severovzhodu, območje Alp pa je bilo ravno na njegovem jugovzhodnem robu, kjer je zaradi dinamike v atmosferi vremensko dogajanje najbolj pestro.
Višinska motnja na svojem robu s seboj prinaša ukrivljen trak zahodnih višinskih vetrov, imenovan vetrni stržen, povzroča dviganje zračnih mas in poveča nestabilnost. Močan višinski veter povečuje razliko med hitrostjo po vertikali, kar imenujemo striženje hitrosti vetra.
V nižjih slojih ozračja je v vzhodni polovici države dotekala zelo topla in vlažna zračna masa iz jugovzhoda, medtem ko je z višino veter hitro obračal smer v južno in jugozahodno, kar imenujemo striženje smeri vetra. Prav tako se je povečevala hitrost vetra, ki je na višini tropopavze (približno 12-13 km) znašala okrog 25 m/s (90 km/h).
Ugodnim vetrovnim pogojem se je pridružil še najpomembnejši dejavnik za izrazito konvekcijo, in sicer velika zaloga razpoložljive konvektivne potencialne energije (z angleško kratico CAPE). Vrednosti CAPE so glede na meritve z vertikalnimi sondažami ter modelske ocene tekom dneva dosegale med 2000 in 2500 J/kg, kar so za območje Slovenije zelo visoke vrednosti.
Omenjen kazalnik nam pove, kako močan vzgornik se lahko pojavi v nevihtnih celicah, kar je neposredno povezano s temperaturno razliko med toplim in vlažnim zrakom, ki se dviga od tal, ter bistveno hladnejšim zrakom v višjih slojih troposfere. Večja kot je omenjena razlika v temperaturi, hitreje se bo zračna masa v nevihti dvigala (močnejši vzgon). Če zapišemo poenostavljeno: topel zrak je lažji od hladnega, zato se dviga. Toplejši kot je zrak glede na okolico, lažji je in hitreje se bo dvigal.
Topla zračna masa z veliko vlage v nižjih plasteh ozračja deluje kot “gorivo” za razvoj neviht, saj se zaradi kondenzacije pri dviganju in posledičnega sproščanja latentne toplote (toplote, ki se sprošča zaradi prehoda vodne pare iz plinastega v tekoče agregatno stanje) ohranja velika temperaturna razlika med dvigajočim in okoliškim zrakom.
Zgoraj omenjeni dejavniki so ključni za razvoj nevihtnih celic z močnim vzgornikom, katerega navpična os se nagne v smeri prevladujočih višinskih vetrov, ter v katerem je prisotna rotacija (vrtinčenje). Najmočnejši vzgorniki lahko dosegajo vertikalne hitrosti do 150 km/h, zaradi česar lahko nosijo in dalj časa zadržujejo večja zrna toče. Ta s časom le še pridobivajo na obsegu, dokler zaradi prevelike teže ne izpadejo iz območja vzgornika. Ker se os vzgornika zaradi vetrovnega striženja nagne, padavine iz nevihtnega oblaka ne padajo skozi območje vzgornika, ampak so zamaknjene, praviloma v smeri višinskih vetrov. Omenjen pojav omogoča dolgoživost nevihtnih celic, saj lahko topel zrak iz nižjih slojev nemoteno doteka v nevihto. Najdebelejša toča v takšnih primerih nastaja na stiku območja vzgornika (dvigajočega se toplega zraka) ter območja vzdolnika (spuščajočega se ohlajenega zraka s padavinami). Ker je območje padavin zamaknjeno in dvigajoči se zrak toče zaradi teže ne more več zadržati, lahko ta z roba območja vzgornika pada tudi brez prisotnosti dežja (t.i. “toča na suho”). Zrna toče tako lahko padejo skozi oblak, še preden tla dosežejo dežne kaplje.
Nevihtne celice z zgoraj opisanimi lastnostmi imenujemo supercelične nevihte, medtem ko območje njihovega vzgornika zaradi rotacije imenujemo mezociklon. Pojav kljub “eksotičnemu” poimenovanju ni nič novega in je pri nas prisoten že od nekdaj. O debeli toči, ki je potovala v pasovih in uničevala poljščine, je v 17. stoletju pisal že Janez Vajkard Valvasor v svoji knjigi Slava vojvodine Kranjske.
Razvoj dogajanja nad Slovenijo
Prve nevihte so še pred 12. uro začele nastajati na severu Notranjske in v osrednji Sloveniji ter potovale proti severovzhodu, a so na svoji poti hitro razpadle. Ob 14. uri je vzhodno od Trbovelj nastala nevihtna celica, ki se je na poti do Celjske kotline hitro okrepila in tam že stresala točo.
V tem času je na območju Posavskega hribovja vzhodno od Ljubljana nastala nova nevihtna celica, prav tako usmerjena proti Celjski kotlini. Prva nevihta se je medtem pomikala vzhodno od Velenja proti Pohorju, a se je na poti močno okrepila in začela obračati smer gibanja v desno, bolj proti vzhodu. Odklon smeri gibanja od smeri višinskih vetrov je še ena značilnost superceličnih neviht, ki se pojavi zaradi močnega vzgornika in njegove rotacije. Supercelična nevihta je okrepljena ubrala pot po južni strani Pohorja proti Slovenskim Konjicam in Slovenski Bistrici. Na tem območju je toča že dosegala premer okrog 6 cm, nekateri primerki tudi do okoli 10 cm.
Ko je prva supercelica potovala proti Slovenski Bistrici, se je še pred prihodom nad Celjsko kotlino krepila druga nevihta, ki se je nad območjem Trojan razcepila v dve celici. Vzhodna celica se je po razcepu okrepila in ubrala podobno pot kot prva, medtem ko je druga (zahodna) potovala proti Koroški zahodno od Velenja in postopno slabela.
Na območju Dravskega polja je prvo supercelično nevihto, ki je bila že nad Ptujem, dohitela druga in nastal je nevihtni sistem. Nevihtni sistem ni nič drugega kot skupek več nevihtnih celic in prav tako ni nov pojav, ki ga do sedaj ne bi poznali. Druga supercelična nevihta v sistemu se je južno od Ptuja še nekoliko okrepila in svojo pot usmerila naravnost proti vzhodu. Značilnost nevihtnih sistemov na severni polobli je, da se praviloma nevihta na južnem robu sistema najbolj okrepi, saj ima tam na razpolago največjo zalogo energije. Nevihtni sistem je na svoji nadaljnji poti proti vzhodu zajel obsežno območje od Slovenskih goric do Haloz. Južni rob sistema je potoval proti Ormožu, severni proti Lendavi. Pred Hrvaško in Madžarsko mejo sta se celici spojili (za krajši čas tudi v linijsko obliko). Na Madžarskem je nevihta začela slabeti in okrog 19. ure razpadla.
Severno od Celja je medtem nastalo še nekaj neviht, vendar te niso dosegle obsega in jakosti predhodnih ter so potovale proti severovzhodu, preko Pohorja in Maribora proti Apaškemu polju, Gornji Radgoni in Goričkem. Kljub temu se je okrog 19. ure in 30 minut ena od nevihtnih celic pred Apaškim poljem prehodno okrepila. Tudi s tistega območja smo prejeli nekaj poročil o toči.
Atmosferske meritve
V nadaljevanju dodajamo animacijo radarske slike od začetka razvoja neviht pred 12. uro do večera, animacijo hrvaških radarjev z višinskim profilom, oceno višine padavin ter karto udarov strel.
Velikost toče in posledice
Glede na zbran slikovni material, neposredno poročanje naših članov s terena ter pregled radarskih slik je najdebelejša toča, s premerom med 5 in 8 cm (posamezni primerki so bili tudi večji) padala v pasu od Zreč in Slovenskih Konjic preko Slovenske Bistrice, območja Pragerskega, Lovrenca na Dravskem polju proti Ptuju, Halozam in Ormožu. Na omenjenih lokacijah ter tudi drugod na poti sobotnih neurij je toča povzročila ogromno gmotno škodo, Najhuje je bilo na območju Slovenske Bistrice, kjer je toča razbijala strešnike, sončne elektrarne in avtomobilska stekla ter poškodovala fasade objektov.
Avtor posnetka: Matej Štegar
Toča na območju Slovenske Bistrice
https://www.facebook.com/nejc.klokocovnik/videos/1899919143846449?idorvanity=792209205306715
Posledice toče do okoli 11 cm na območju Slovenske Bistrice.
V galerijo spodaj dodajamo še nekaj fotografij toče in posledic z družbenih omrežij.
Protitočna obramba
Po objavah fotografij debele toče iz najbolj prizadetih območij se je v komentarjih pojavilo veliko vprašanj in ugibanj o protitočno obrambi. V nadaljevanju delimo informacije, ki jih imamo v zvezi s sobotnim neurjem, ter informacije glede učinkovitosti protitočne obrambe.
Najpogostejše vprašanje: Ali je bilo protitočno letalo 13. julija 2024 pred nevihto nad Podravjem v zraku?
Da, protitočna obramba se je izvajala z enim letalom, in sicer nad območjem Pohorja, Slovenskih Konjic in Slovenske Bistrice v času pred prihodom prve supercelične nevihte. Kratko poročilo o tem je objavljeno na straneh Letalskega centra Maribor. Prav tako je bilo mogoče protitočno letalo nekaj časa spremljati na aplikacijah, ki v realnem času prikazujejo letalski promet (npr. Flightradar24 ali ADS-B Exchange).
Zakaj se protitočne obrambe ne izvaja v večjem obsegu in ali je tovrstna obramba sploh učinkovita?
Kot predstavniki skupine ljubiteljskih vremenoslovcev ter tudi profesionalnih meteorologov imamo glede izvajanja protitočne obrambe svoje stališče, ki je dobro znano in podkrepljeno z znanjem o dinamiki razvoja neviht ter raziskavami, ki so se v preteklosti že izvajale z namenom ugotavljanja učinkovitosti protitočne obrambe.
Uspešnost obrambe pred točo se preverja z eksperimentalnimi poskusi na izbranem območju, kjer se primerjajo količina in velikost toče iz posipanih in neposipanih oblakov. Če je količina toče iz posipanih oblakov statistično značilno manjša, velja obramba za uspešno. V preteklosti sta omenjene kriterije znanstveno korektnih poskusov izpolnjevali dve večji raziskavi, in sicer NHRE v ZDA ter Grossversuch IV v Švici. Poskus NHRE ni našel dokazov o učinkovitosti posipavanja oblakov s srebrovim jodidom, medtem ko s poskusom Grossversuch IV prav tako ni bilo ugotovljenih razlik med posipanimi in neposipanimi oblaki. Švicarski poskus je bil leta 2021 statistično ponovno evalviran in je pokazal celo nasprotni učinek od želenega. V Sloveniji ni bilo izvedene resne analize uspešnosti obrambe. Študija iz leta 1989 je pokazala, da obramba pred točo ni imela nobenega učinka.
Na podlagi rezultatov raziskav ter slabe učinkovitosti v praksi so v sredini 90-ih let začeli postopno ukinjati državne obrambe pred točo. Takrat je bila obramba z raketami ukinjena tudi v Sloveniji. Danes v Evropi aktivno, državno-meteorološko podprto obrambo proti toči izvajata le še Hrvaška, kjer jo prav tako ukinjajo, ter Srbija. Obramba, ki se v nekaterih državah zdaj večinoma izvaja z letali, je prepuščena zasebni pobudi, brez državne podpore, in je omejena na majhna območja. Primer je avstrijska Štajerska.
Metoda protitočne obrambe temelji na principu dodajanja zaledenitvenih jeder (s pomočjo plamenic srebrovega jodida), ki naj bi povečala količino ledenih zrn v primerjavi z vodnimi kapljicami in s tem zmanjšala dimenzije ledenih zrn. Vnos zaledenitvenih jeder naj bi tako spodbudil podhlajene kapljice, da se pretvorijo v ledena zrna, ki se težje lepijo med sabo in tako težje rastejo v velika zrna toče. V čem je torej težava protitočne obrambe, če bi v teoriji zadeva morala delovati?
Zaledenitvena jedra je treba dostaviti v čim večje območje znotraj oblaka, in sicer ves čas razvoja nevihte, kar pa je s praktičnega vidika skoraj nemogoče, saj so dejanske količine v oblak izpuščene snovi glede na volumen in hitrost gibanja neviht zanemarljive. Če vzamemo primer srednje velike nevihtne celice dimenzij 10 km × 10 km × 10 km, imamo oblak z volumnom 1000 km3. Vsak kubični meter oblaka vsebuje približno 200 milijonov zelo drobnih kapljic in/ali ledenih kristalov. V celotnem volumnu oblaka je tako v vsakem trenutku okvirno 200 × 10 18 (200 trilijonov) vodnih kapljic in ledenih kristalov. Če predpostavimo, da je od tega polovica vodnih kapljic, ki jih želimo pretvoriti v ledene kristale, je to s praktičnega vidika nemogoče doseči, saj bi v oblak morali vnesti 1 tono srebrovega jodida. Tudi, če bi ciljali zgolj na tisti del nevihtnega oblaka, kjer nastaja debela toča, in zagotovili zadostno količino srebrovega jodida, imamo še eno veliko težavo. Zrak v oblaku se stalno premika, in to zelo hitro. Že v nekaj minutah bi bil srebrov jodid, izpuščen v “pravi” del oblaka, zaradi vertikalnih gibanj, mešanja in turbulenc povsem drugje. Torej bi morali zadostno količino srebrovega jodida v oblak vnašati nepretrgoma ves čas življenja nevihtne celice. Močnejše supercelične nevihte ali nevihtni sistemi lahko v pravih pogojih “živijo” več ur in prepotujejo razdaljo nekaj 100 km.
Vnos zaledenitvenih jeder, ki se operativno izvaja z letali ali raketami, nikakor ne more “razbiti” nevihtnih celic, niti metoda sama nikoli ni zagotavljala, da bi nevihta zaradi vnosa srebrovega jodida razpadla. Trditve zagovornikov tovrstne protitočne obrambe, da nevihta zaradi posredovanja razpade, ali da je namesto debele padala le drobna toča, ne morejo dokazovati učinkovitosti. Zakaj? Vsaka nevihta namreč prej ali slej razpade sama od sebe, odvisno od tipa nevihte in pogojev. Kakšna je torej razlika med nevihto, ki razpade na območju osrednje Slovenije, kjer protitočne obrambe ni, ter nevihto, ki razpade v Podravju, kjer se obramba izvaja? Kako lahko z gotovostjo trdimo, da je tista v Podravju razpadla zaradi protitočne obrambe? Podobno velja za trditev, da zaradi posredovanja toče ni bilo, ali da je bila rezultat le drobna toča. Vsaka nevihta ne prinaša debele toče. Nevihte z drobno točo ali brez toče so precej pogostejše in jih je bistveno več kot tistih z debelo točo. To dejstvo velja za celotno državo, ne le za Podravje in Pomurje (ali avstrijsko Štajersko), kjer se obramba izvaja. Močnejše supercelične nevihte, ki prinašajo debelo točo, so v primerjavi z ostalimi tipi neviht (enocelične in večcelične) redke. Ob pojavu nevihte je zato verjetnost debele toče majhna, sploh, če pogoji za njen razvoj niso docela izpolnjeni.
Tudi, če se izvajalci protitočne obrambe še tako trudijo z vnosom srebrovega jodida v ali pod nevihtne oblake, se vedno znova izkaže, da močnejše nevihte, ki imajo potencial za debelo točo, takšno točo ob pravih pogojih tudi razvijejo, ne glede na protitočno obrambo z letali ali raketami. V praksi je mogoče vsako leto večkrat zaslediti neuspešne primere obrambe, zlasti na avstrijskem Štajerskem, kjer imajo za namene protitočne obrambe floto letal in so ob vsaki močnejši nevihti v zraku z več letali. Podobno neučinkoviti so bili letos že primeri posredovanja z raketami v Srbiji. V sobotnem primeru supercelične nevihte na območju Dravskega polja se je neučinkovitost letalske obrambe izkazala tudi pri nas.
Avtorji prispevka: Rok Nosan, Matej Štegar in Domen Svetlin.
Viri:
- Toča in obramba pred njo. Ministrstvo za okolje in prostor, Agencija Republike Slovenije za okolje, junij 2004.
- Obramba pred točo v Sloveniji. Jožef Roškar, Slovensko Meteorološko društvo.
- Posvet v Državnem svetu: Izvajanje letalske protitočne obrambe v prihodnje, videoposnetek.
