Pagijoon 30.5.2012 Lääne-Venemaal

30.  mail arenes Lääne-Venemaal üpriski silmapaistev ebapüsivuse ehk pagijoon* intensiivsete äikestega. Järgnevalt tutvustan lühidalt selle põhjuseid ja arengukäiku.
Kuna siin blogis ei saa rohkete piltide korralm head kujundust, siis parem selles osas on sama siin: http://www.ilm.ee/?510269

Sünoptiline ülevaade pagijoonele eelnenud aja kohta

27. mail asus Skandinaavia kohal nõrgenev ja suviselt soe antitsüklon. Selle piires tõusis õhutemperatuur mitmel pool üle 20°C, kuid õhk oli seal väga kuiv ja stabiilne. Samal ajal toimus Islandi lähedal üpris intensiivne antitsüklonaalne areng. Selle tulemusena arenes 28. maiks Islandi kohal välja küllaltki võimas antitsüklon. Samal ajal liikus Teravmägedelt Novaja Zemlja poole sügav tsüklon (geograafilisi asukohti vt allolevalt kaardilt). Kahe kõrgrõhkkonna vahel algas intensiivne külma õhumassi sissetung kagusse, sest õhurõhugradient suurenes seal ja loodevool tugevnes (vt ilmakaarti).

Island, Skandinaavia, Teravmäed, Novaja Zemlja. Allikas: Äripäev

 ´

Külma õhu sissetungi kaguservas kujunes külm front ja sellega seotud pilvevöönd sademetega. Vaatamata väga võimsale õhumassivahetusele ei tekkinud äikest, sest selle eel olev soe õhumass oli kuiv ja väga stabiilne. Tekkinud külm front muutus ajapikku polaarfrondiks.

28. mai ilmakaart. Pane tähele tugevnevat loodevoolu Skandinaavia kohal. Allikas: Berliini Vabaülikool

28. mai jooksul levis külm front üle Eesti ja tõi kaasa märkimisväärse jahenemise. 29. maiks jõudis see Läänemere lõunaosa kohale, olles muutunud polaarfrondiks. Kuna atmosfääri barokliinsus** oli frondi piires märkimisväärne, siis arenes Rootsi lõunaosas osatsüklon, mis liikus 30. mai jooksul üle Eesti kirdesse.

Sünoptiline ülevaade pagijoone ajal valitsenud olukorra kohta

30. maiks arenes polaarfrondil tekkinud osatsüklon üha enam iseseisvaks tsükloniks, milles esialgu õhurõhk langes, hiljem jäi vähemuutuvaks. Tsükloni piirkonda kujunes väga suur temperatuurikontrast: kui süsteemi idaservas Lääne-Venemaal oli 850 hPa pinnal temperatuur kuni +10°C ja aluspinna lähedal tõusis kuni 25°C-ni, siis lääneservas Läänemere kohal oli temperatuur vastavalt -2°C ja +10°C. Seega ulatus õhumasside kontrast 10°-12°C-ni.

30. mai ilmakaart. Tekkinud tsüklon liigub üle Eesti kirdesse. Selle idaservas tekkiski võimas pagijoon. Allikas: Berliini Vabaülikool

Fragment Eesti ja lähiümbruse koostatud oluliste ilmanähtuste kaardist (SIGWX), millel on kujutatud tsaükloni liikumist kirdesse ja sellega seotud fronte. Allikas: EMHI

Pagijoon kujunes tüüpiliselt tsükloni soojas sektoris külma frondi ees, kus õhumass oli soe, väga niiske (kastepunkt 10°-15°C) ja labiilne.

Pagijoone kulg ja tagajärjed

Konvektiivne initsiatsioon tekkis pagijoonel 30. mail kl 12 Eesti aja järgi. Kiirelt arenenud rünksajupilvede vöönd ja sellega seotud äikeseraju liikus kiiresti itta, tuues kaasa lisaks rohketele välkudele paduvihma, rahet ja intensiivseid pagisid.

Initsiatsiooni algust tähistavad Lääne-Venemaal ühtlasema pilvemassi ees olevad üksikud valged mügarad – need on kiirelt arenevad rünksajupilved.

Pagijoone äikesed oma haripunktil jõudmas Moskva lähistele. Allikas: Sat24.com, EUMETSAT

Pagijoon lähemalt. Puna-kollaste ristidega on märgitud äike. Külm front asub ilmselt äikesevööndi taga olevas esimeses heledamas pilvemassis. Allikas: Sat24.com

Äikest ja kuni 19 m/s pagi oli Moskvas küll juba 30. mai keskpäeval, kuid ebapüsivuse joonega seotud äikeseraju jõudis sinna õhtul. Šeremetjevo lennujaamas mõõdeti pagi tugevuseks 25 m/s, mis Meteonovosti andmeil on vaatlusjaama ajaloo tugevaim tuulekiirus (?! - http://meteonovosti.ru/index.php?index=1&ts=120531103117). Temperatuur langes 25°C-lt 15°C-ni, kuid kuna front ise jõudis kohale öö jooksul, siis langes hommikuks temperatuur veelgi, saavutades miinimumiks 8,5°C. Sademeid mõõdeti kuni 10 mm.

Tveri tõid need äikesed puude murdumisi, mis blokeerisid tänavad, vt http://tver.kp.ru/online/news/1164057/

Järgnenu...

31. maiks liikus tsüklon Loode-Venemaale, mille idaservas jõudis kuum õhumass Uurali. Suuremas osas Uuralis põhjustab see keskmisest 6-8 kraadi soojemat ilma, kusjuures päevamaksimumid tõusevad 30°C ligi, vt http://meteoinfo.ru/t-5days.  31. mail arenesid uued ägedad äikesed üha kaugemale itta liikuval frondil või selle ees, jõudes viimaks Uuralisse.

 Mõisted

* ebapüsivuse ehk pagijoon on (potentsiaalne) rünksajupilvede vöönd, mis tekib üpriski paralleelselt frondi vms käivitava mehhanismi ette. Muudeks mehhanismideks, mis panevad pagijoonele aluse, on lisaks frondile veel näiteks konvektsiooniga seotud ulatuslike laskuvate õhuvooludega piirkonna serv, gravitatsioonilained (vertikaalne lainetüüp atmosfääris), pealetungiv briis jmt.

Soojal ajal on pagijoonega seotud tavaliselt intensiivsed äikesed, pagid, paduvihmad jmt ohtlikud konvektiivsed nähtused. Külmal ajal on soojuse vähesuse tõttu pagijoonel ilm märksa rahulikum, kuid sellega võivad olla seotud näiteks varakevadised äikesed (ka Eestis) või lihtsalt rünksajupilvede areng.

** barokliinsus on piirkond troposfääris, mida iseloomustab erinevate õhumasside vastasseis, frontide olemasolu (õhu tiheduse gradiendid) ja õhumasside advektsioon. See on tüüpiline piirkond parasvöötme tsüklonite arenguks.

Pilved annavad vihjeid

31. mail võis keskpäeval jälgida kiudkihtpilvi ja halot. Need tekkisid vaatamata tõusvale õhurõhule. Õhtuks pilved hajusid. Selline olukord pilvede järgi, nagu hakkaks ilm halvenema, aga hiljem muutub taevas selgeks, on tavaliselt vihje aktiivsele tsüklonaalsele tegevusele või intensiivsele tsüklonaalsele arengule. Ilm ei halvene sellisel juhul enne 12-24 tunni möödumist.

Viimati oli sarnane olukord 24. mail, kui põhjast lõunasse levisid ilma halvenemist näitavad kiudpilved, vt http://ilm.ee/index.php?510237. Need pilved liikusid kiiresti üle taeva ja õhtuks ilm selgines. Antud juhul andsid need kiudpilved märku sügavast tsüklonist, mis liikus Teravmägedele ja mille tagalas algas peatselt agressiivne külma õhu pealetung, mis jõudis 28. mail Eestini. Seega viitasid tol juhul kiudpilved aktiivsele tsüklonaalsele tegevusele, mille mõju ulatus Eestist kaugemale.

Nüüdne, 31. mai juhtum, viitab intensiivsele tsüklonaalsele arengule. 31. mai õhtuse seisuga asus väheaktiivne tsüklon Rootsis, mis põhjustas seal hoovihmasid ja kohatist nõrka äikest. Teine, lainestaadiumis ja kiirelt arenev tsüklon liikus Taani ja võtab hiljem suuna põhja, st liigub viimaks üle Eesti. Eesti kohal arvatavast tsüklonid ühinevad ja põhjustavad eriti halba ilma (külm, rohkelt sademeid ja ilmselt tuuline).

Lainestaadiumis tsüklon satelliidipildil. Lillad jooned on isotahhid, nende järgi saab kindlaks teha jugavoolu asukoha. Pildil on näha, et koha lähedal, kus on märgitud "wave" (areneva tsükloni kese), on isotahhide konsentratsioon maksimaalne. Seda tuntakse võõrkeelses kirjanduses nimetuse jet streak all ja tähendab jugavoolu maksimumpiirkonda. Selle abil saab määrata tsüklogeneesi olukorda - kui see asub lohust vasakul, siis arenev süsteem tugevneb, kui paremal, siis nõrgeneb. Hetkel on näha, et tugev maksimumpiirkond jääb vasakule, seega peaks sealne laine polaarfrondil intensiivistuma.
Allikas: Taani Kuninglik Meteoroloogiainstituut (KNMI).

Järgnevalt foto 31. mai keskpäevast, mil oli näha klassikalisi ilma halvenemise tunnuseid, kuid õhtuks (alumine pilt) selgines taevas täielikult. Seega oli tegu vihjega, mis näitas mingit suuremat või kaugemat tsüklonaalset aktiivsust või arengut.

Huvitav ja eksitav

Pilvevaatlejate Ühingu kodulehel on uudis huvitavakujulisest pilvest, suurelt näeb seda fotot siin http://visir.is/risafugl-a-flugi-yfir-reykjanesbae/article/2012120519996.

Kahjuks on seal valesti järeldatud, et see on tekkinud kõrgrünkpilvedest või et tegu on kõrgrünkpilvedega. Need on kiudpilved ja üleminek kõrgrünkpilvedest kiudpilvedeks võib toimuda ainult sajujoonte (virga) kaudu, kuid sel juhul asuvad need üsna madalal, hajudes ruttu (korduvalt näinud). Fotol on näha, et pilveformatsioon asub kiudpilvedele tüüpilisel kõrgusel ega saa olla tekkinud kõrgrünkpilvedest. Üllatav, et sellises keskkonnas, kus see uudis on, ei ole antud usutavat selgitust.

Täiendav selgitus 15.6.2004 tornaadole

Mõistete selgitusi vt sissekande lõpust.

Olen aeg-ajalt mõelnud selle tornaado http://www.emhi.ee/index.php?ide=2&shownews=5 tekkepõhjuste üle ja leidnud ühe alternatiivse selgituse. See täiendab sünoptilist selgitust, mis uudises on juba antud (mainitud lainet frondil näeb suurepäraselt siit; muuhulgas on tegu polaarfrondiga*, mis praegugi Eesti ilma kujundab, loe).

Nimelt on teatavasti nii, et tornaadod tekivad mesotsükloniga** seoses, vastavat rünksajupilve nimetatakse superelemendiliseks***. Neid on olemas vähemalt 4 liiki: kuivad ehk sademetevaesed (LP supercell), märjad ehk sademeterikkad (HP supercell) ja klassikalised. Need kolm tüüpi on laialt tuntud, kuid lisaks neile on defineeritud ka neljas tüüp, mida USAs tuntakse kui mini-supercell või low-topped supercell. Kui kolm esimest nimetatut on vähemalt vertikaalse ulatuse poolest kolossaalsed, sest tipp ulatub sageli 12-18 km kõrgusele, siis see neljas tüüp on seevastu madal, sobides hästi radaripiltide antud 5-6 km-ga, kui 15.6. oli tornaado (2001. a. juuli keskel oli tegu kas klassikalise või märja tüübi ehk tavalise superelemendilise rünksajupilvega, mille tipp on kindlasti üle 10 km kõrgusel).

Seega ma arvan, et selle tornaado tekitaski low-topped supercell. Neid on muide uuritud ka Suurbritannias ja mitmeid tornaadojuhtumeid seal on püütud just selle superelemendilise rünksajupilve tüübiga selgitada. Samuti on need tüüpilisemad eeskätt jaheda ilmaga ja siis, kui troposfääri labiilsus pole kuigi suur, kuid tuulenihe on piisav. Üht näidispostrit uuritud juhtumitest saab vaadata  siit (kui link ei tööta, siis esitlus on võetud siit vasakul publication alt: http://www.torro.org.uk/site/index.php).

------------------------
Selgitusi

* polaarfront on klimatoloogilise tähtsusega õhumasside eralduspiirkond, täpsemalt üks frondi tüüpidest, mis eraldab troopilist õhumassi polaarsest. Ilmakaartidel on see tavaliselt looklev ja katkestustega, ent siiski tuhandetel kilomeetritel laias laastus lääne-idasuunaliselt jälgitav. Sellel tekivad tüüpiliselt tsüklonid. Hea näide polaarfrondist ilmakaardil on siin.

** mesotsüklon on rünksajupilves tsüklonaalselt ehk põhjapoolkeral vastupäeva keerlev spiraalselt tõusva õhu sammas, mis on läbimõõdult umbes 2-10 km. Neid saab visuaalselt kindlaks teha, kuigi mitte alati ja hästi arenenud mesotsüklon on Doppleri radaril selgelt märgatav. Tõelised tornaadod tekivad vaid mesotsükloni olemasolul. Ülejäänud pööristuuled on teistsuguse tekkega ega liigitu tornaadode alla. Sellest tõdemusest järeldub, et tornaadod võivad olla veekogu kohal ja neid ei peaks seetõttu lihtsalt vesipüksideks nimetama. Vesipüksid ei teki seoses mesotsükloniga. NB! Kolm viimast lauset on minu tõlgendus. Kas vesipükse ja maapükse liigitada tornaadode alla, on juba kokkuleppe küsimus. Ma käsitlen neid eraldi, kuid rahvusvahelisel tasandil on kokkulepe, et tornaadosid saab jagada mesotsükloniga seotuteks ja mesotsükloniga mitteseotuteks, vt siit.

***  superelemendiline rünksajupilv on organiseerunud struktuuriga konvektiivsüsteem, mis sisaldab endas pöörlevat tõusva õhu sammast. Sellele viidatakse enamasti kui mesotsüklonile. Sellised rünksajupilved on pikaealised ja võivad põhjustada ohtlikku ilma. Tekkeks on vaja suure tuulenihkega keskkonda. Eestis võib neid ette tulla, kuid on kaugelt kõige harvaesinevamad.

17. mai oli kahe Eesti päev - kokkuvõte valmis!

17. mail oli järjekordne kahe Eesti päev. Kohe, kui reservi saan, siis täiendan seda kollektsiooni: http://lepo.it.da.ut.ee/~cbarcus/kaheeesti.htm
17. mai kokkvõte on nüüd ülaloleval lingil saadaval.