Supercelární outbreak a tornádo na jižní Moravě

V následujícím článku se dočtete o podmínkách vzniku, předpovědích i o tom, proč jsem vyjel fotit supercely k Hodonínu, kde udeřilo tornádo.

Během předposledního červnového týdne se nad střední Evropou vlnila studená fronta, která již v pondělí přinesla na pomezí Moravy a Čech intenzivní srážky doprovázené leckde přívalovými povodněmi. Toho dne se jednalo o tzv. backbuilding thunderstorms, neboli konvektivní bouře, jejichž vývoj probíhá tak, že čelo výtoku chladného vzduchu se pohybuje v opozici s kovadlinou. Mohlo by se tak zdát, že každá taková konvektivní bouře se “trhá” na dvě strany. Jedná se o multicelu, která je kvazistacionární a jejím důsledkem jsou vyšší srážkové úhrny. Tohle nastalo v pondělí kvůli nižším hodnotám střihu větru, tedy změně vektoru (směru) a rychlosti větru s výškou, která je důležitým faktorem pro tvorbu organizované konvekce. Vertikální střih větru hraje také velkou roli při tvorbě supercelárních bouří a organizace konvektivních buněk do linie, jíž říkáme squall line.

Noční mezoměřítkový konvektivní systém

Již mezoměřítkový konvektivní systém (MCS, z angl. Mesoscale Convective System) způsobil značné škody v jižních Čechách, kde nedaleko Kaplice padaly kroupy o průměru 4 – 8 cm. Tento konvektivní systém prošel přes Čechy a západ Moravy dále k severovýchodu. Více o něm i o předpovědi na 24. 6. 2021, kde jsme předpokládali výskyt supercel.

Obr. 1., synoptická mapa Evropy ze dne 24. 6. 2021, zdroj: Wetter3.de

Obr. 2., snímek supercely nad Šumavou večer dne 23. 6. 2021 z našeho radaru. Na snímku je znatelná oblast Forward Flank Downdraftu (FFD) blíže k hranicím a pak i Rear Flank Downdraftu. Mezi oběma downdrafty je potlačena radarová odrazivost z důvodu vtoku vzduchu do supercely (updraftu). Ten rotuje kolem své vertikální osy, jejíž oblast v rámci supercely označujeme mezocyklonou.

Podmínky vzniku čtvrtečních bouří na Moravě

Numerické modely již několik dní ukazovaly mimořádnou situaci z hlediska dynamiky a později také instability. Několik dní předem ještě nebyla známa poloha frontálního rozhraní. Obecně přechod jakékoli zvlněné studené fronty není pro předpověď jednoduchý. V praxi při takových situacích se lovci bouřek domlouvají na přesné lokaci výjezdu až v ranních hodinách daného dne, kdy se očekává bouřková situace. Je totiž pochopitelné, že na čím delší časový úsek numerické modely situaci předvídají, tím více je odhad nepřesný. Přibližně od půlnoci se však modely víceméně shodovaly a bylo velmi pravděpodobné, že bouřky v Rakousku a na Moravě budou extrémně silné. Ten den panovaly na jižní Moravě velice dobré vlhkostní poměry při zemi, dobré i ve výšce. Teploty zde dosahovaly až k 30 °C, při relativní vlhkosti vyšší než 60 %.

Obr. 3., Odhad numerického modelu GFS CAPE a střihu větru (0-6 km) z běhu modelu z 06 Z, podobný výstup z hlediska CAPE a střihu větru byl predikován již z 00 Z. Zdroj: ESTOFEX

Instabilita, tedy zjednodušeně řečeno míra toho, jak dalece může vzduchová částice stoupat, byla silná. Vyjadřuje se nejčastěji hodnotou CAPE (z angl. Convective available potencial energy) a je vyjádřená jako plocha v rámci sondážního diagramu mezi hladinou volné konvekce a hladinou nulového vztlaku (oblastí tropopauzy), kde je částice limitována vzestupem. Existuje několik propočtů CAPE, do nichž ale nebudeme zabíhat. Hodnoty CAPE činily více než 3000 J/kg, což je hodnota, která se v našich podmínkách vyskytne několikrát do roka. Z hlediska charakteristik dynamiky je třeba zmínit střih větru, jehož hodnoty mezi 0-6 km byly modely predikovány až na 25 m/s a modely byly predikované také vysoké hodnoty helicity, tedy schopnosti vzduchové částice či jakékoli tekutiny rotovat.

Výstupy numerických modelů potvrdilo i sondážní měření z Prostějova, kde instabilita charakterizovaná CAPE dosahovala hodnot 2300 J/kg u CAPE ML a u CAPE MU 3300 J/kg. Jak je možno si povšimnout u obrázku níže (obr.4), hodnoty střihu větru dosahovaly mezi 0-6 km téměř 24 m/s, mezi 0-3 km pak 16,4 m/s, což jsou poměrně hodně vysoké hodnoty a hodnoty téměř totožné s predikcemi numerických modelů. Vysvětlení k pojmům najdete v rámci meteorologického slovníku České meteorologické společnosti.

Obr. 4., SkeW-T diagram (zkosený sondážní diagram), který se používá pro lepší ilustraci instability s hodnotami střihu větru a helicity (schopnosti tekutiny rotovat) a dalších výpočtů indexů z Prostějova dne 24. 6. 2021 času 12 UTC. Zdroj: sondaze.bourky.cz

Toho dne překročila teplota na Moravě 30 °C, s vyššími hodnotami relativní vlhkosti okolo 50-60 % se začaly v odpoledních hodinách tvořit silné bouřky v Beskydech i v Rakousku, leckteré z nich byly dle našich předpokladů supercely.

Obr. 5., radarový snímek z našeho radaru ve Vídni s popisem, který zachycuje velmi detailně charakteristické rysy tornadické supercely na Hodonínsku. Snímek byl pořízen dne 24. 6. 2021 v 19:10 SELČ. Znatelná oblast bez radarové odrazivosti v horní části snímku je důsledek útlumu.

Snímek z našeho radaru ve Vídni (obr.5) ukazuje krásně strukturu tornadické supercely s jejími charakteristickými radarovými znaky. Oblast vtoku teplého vzduchu do supercely je vyznačena červenými šipkami. Oblast downdraftů pak modrými šipkami. Přerušovanou křivkou jsou vyznačené oblasti vyšší radarové odrazivosti. Plnou čárou pak gust fronta, kde se střetává studený vzduch s teplým. Typickým znakem supercel je tzv. hákovité echo (hook echo) v oblasti mezocyklony. Odrazivost Forward flank downdraftu (FFD) je nižší z důvodu útlumu.

Výjezd za supercelami

Vše začalo poměrně komplikovaně, a to dopravou z Prahy na Moravu vlakem. Nejen kvůli nočním bouřkám však došlo k potížím na trati a vlak měl necelou hodinu zpoždění. V 17:00 SELČ jsem konečně dorazil domů, po půl hodině jsem pak vyrazil na jižní Moravu, kde tou dobou přicházely supercely z Rakouska. Sám jsem bral situaci velmi vážně, jelikož jsem čekal velké kroupy, které jsou v rámci supercel společně se silnými nárazy větru zapříčiněnými downbursty nejčastějšími průvodními jevy supercel v Česku. Uvádí se, že se tornádo v USA vyskytne zhruba u 10 % supercel, v Česku je to však dle statistik vedených Českým hydrometeorologickým ústavem a Amatérskou meteorologickou společností méně. Ačkoliv byly modelové podmínky výstupu tornádového indexu vysoké i supercelární kompozit z modelu GFS ukazoval, že Morava může být postižena supercelami, výskyt tornáda jsem si nepřipouštěl ani přímo na místě focení. V 19:09 SELČ se mezi Lanžhotem a Břeclaví začala formovat velmi rychle nálevka pod murusem (Wall cloudem) supercely. Tuto nálevku jsem však dále neviděl, jelikož před ní bránily výhledu srážky. To bylo 19:12-16 SELČ a v tu chvíli jsem odjížděl z místa, kde jsem fotil (Sudoměřice – obec 10 km severovýchodně od Hodonína). Sudoměřice byly zvoleny jako nejstrategičtější bod. Odsud je možno rychle vyjet na Slovensko a v případě, že by supercela pokračovala stále stejným směrem a nestočila se směrem na severovýchod místo východu, měl bych skvělou možnost ujet supercele a přitom vidět a fotit její strukturu.

Obr. 6., radarový snímek srážek nad Českem dne 24. 6. 2021 v 19:35 SELČ z našeho radaru.

Obr. 7., radarový snímek nad Českem dne 24. 6. 2021 v 18:45 SELČ z našeho radaru. Viditelná je hezky tornadická supercela s charakteristickými znaky.

Obr. 8., radarový snímek tornadické supercely na Břeclavsku a Hodonínsku  dne 24. 6. 2021 v 19:10 SELČ z našeho radaru. Na snímku na mapovém podkladu Mapy.cz je také přibližně vyznačena úsečkou dráha největších škod po tornádu.

Obr. 9., radarový snímek tornadické supercely na Břeclavsku a Hodonínsku  dne 24. 6. 2021 v 19:35 SELČ z našeho radaru. Na snímku na mapovém podkladu Mapy.cz je také přibližně vyznačena úsečkou dráha největších škod po tornádu.

Obr. 10., radarový snímek tornadické supercely na Břeclavsku a Hodonínsku  dne 24. 6. 2021 v 19:50 SELČ z našeho radaru. Na snímku na mapovém podkladu Mapy.cz je také přibližně vyznačena úsečkou dráha největších škod po tornádu.

Obr. 11.,  fotografie formace pravděpodobné nálevky pod supercelou v čase 19:09 SELČ s proložením úsečky na portálu Mapy.cz, která odpovídá spojnici mezi pozorovatelem a nálevkou z pozice sloupů vedení, kostelní věže a dalších staveb protažená pod stejným azimutem dále až za hranice s Rakouskem. Foto: Miloslav Staněk

Dle videí, která jsme zhlédli během minulých dní, a dle proložení linie je tak velice pravděpodobné, že tornádo začalo páchat škody až později. Postupně se útvar (pravděpodobně nálevka) dostal do oblasti srážek, přes které nebylo vidět. Při proložení linie oblastí srážek (přibližně oblast kostelní věže v Sudoměřicích), je znatelné, že linie se křižuje s oblastí prvních škod. Proložení linie a oblasti formující se nálevky však leží přibližně 2 km od počátku trajektorie se škodami, která začínala mezi Lanžhotem a Břeclaví.

Nakonec jsem dojel v 19:29 za Strážnici a fotil jsem mezi Strážnicí a Vnorovy, okolo 19:40 tornádo začalo vystupovat z poza srážek. Jeho vývoj se tak znovu povedlo zachytit až do jeho rozpadu v 19:52-53 SELČ jižně od obce Ratíškovice (obec 8 km severně od Hodonína). Místo bylo zvoleno znovu tak, aby supercelu bylo možno dobře zdokumentovat a zároveň s jistotou v případě nebezpečí odjet pryč. Tentokrát však na jih směrem k Hodonínu, což se i pak tak kvůli dalším supercelám stalo. Po rozpadu tornáda došlo k silnému downburstu o dalších 10 minut později. Svou pozornost jsem zaměřil následně jinam, na další 2 supercely a poté na odjezd zpět do Strážnice, kde mě potkaly z FFD jedné ze supercel 5 cm kroupy. Následně jsem zamířil fotit do Petrova. Tou dobou to už okolo jezdily sanitky pomáhat postiženým tornádem. Petrov jsem zvolil kvůli benzínce, jelikož jsem musel auto schovat před kroupami o průměru 5 cm.

Obr. 12., pohled na supercelu nedaleko Strážnice na Hodonínsku přibližně 8 minut poté, co došlo k rozpadu tornáda (20:01 SELČ). Autor: Miloslav Staněk

Celkem se podařilo zdokumentovat další 3 supercely, na území Česka se jich vyskytlo však mnohem více. Taková událost se označuje jako outbreak, kdy se vyskytne více supercel na daném území.

Obr. 13., pohled na supercelu nedaleko Strážnice na Hodonínsku v průběhu, kdy řádilo tornádo (19:43 SELČ). Na snímku tornádo není, jelikož bylo za srážkami, autor: Miloslav Staněk

Obr. 14., pohled na supercelu s tornádem nedaleko Strážnice na Hodonínsku v čase 19:52 SELČ, autor: Miloslav Staněk

Obr. 15., pohled na supercelu s rozpadajícím se tornádem nedaleko Strážnice na Hodonínsku v čase 19:53 SELČ, za povšimnutí stojí kvazihorizontální vír nalevo od rozpadajícího se tornáda, autor: Miloslav Staněk

Obr. 16., proložení linie na portálu Mapy.cz, která odpovídá spojnici mezi pozorovatelem a nálevkou z pozice stromů, komínu a dalších staveb protažená pod stejným azimutem dále až k Mutěnicím

Obr. 17., snímek rozpadajícího se tornáda s vírem s kvazihorizontální osou rotace v čase 19:53 SELČ, autor: Miloslav Staněk

  Obr. 18., Pohled na detail RFD supercely po rozpadu tornáda (19:58 SELČ), autor: Miloslav Staněk

 Obr. 19., Pohled na detail RFD supercely 12 minut po rozpadu tornáda se silným downburstem a náznaky vírů s kvazihorizontální osou rotace (20:05 SELČ), autor: Miloslav Staněk

Obr. 20., Pohled na odcházející supercelu s CG bleskem (20:12 SELČ), autor: Miloslav Staněk

Bylo možné tornádo předpovědět?

Během krátké doby se po internetu začaly šířit informace o tom, že někteří lidé tornádo “předpovídali”, že jej očekávali a dokonce jsme mohli narazit na dosti silně napsané články o pochybení naší národní meteorologické služby, Českého hydrometeorologického ústavu z řad některých amatérských meteorologů a lovců bouřek. Je třeba zmínit, že podmínky pro tvorbu supercel modely predikovaly pro sever Rakouska a jih a střed Moravy velmi dobré, proto jsem z Prahy do oblasti vyjel. Byly sice zvýšené hodnoty tornádového parametru (Significant Tornado Parameter), stejně jako předpovídané velmi dobré podmínky instability, střihu větru a helicity, ale možnost, že by se objevilo tornádo, si asi ani za takových podmínek nikdo nedokázal představit, ačkoli tu možnost byla. Navíc je třeba připustit, že vše mohlo být jinak. Podobná situace totiž nastala na konci srpna roku 2020, kdy se očekávaly na Moravě extrémně silné bouře. Ty se však nevytvořily z důvodu změny podmínek, se kterou numerické modely nepočítaly.

Při předpovědích bouřek je tak vhodné brát v úvahu také aktuální staniční data, sondážní měření a měření distančními metodami (radary, družice). To je poslední ale nejdůležitější věc, kterou před výjezdem dělám. Tohle děláme i při předpovědích v rámci naší společnosti. Jako lovci bouřek opravdu nejezdíme za bouřkami jen tak, ale snažíme se jet pro úlovek a přistupujeme k bouřkám jak s respektem tak s určitou erudicí, bez níž fotit bouřky nelze. Výskyt bouřek je možné při některých situacích odhadovat v celku přesně s přesností +- 50 km, kde budou bouřky nejsilnější, i několik hodin před výjezdem. Jsou však i situace, kdy to tak jasné není.

Předpovědět tornádo ale možné konkrétně v tomto případě nebylo, bylo možné pouze konstatovat, že by někde na ploše podobné jako Česká republika nešlo vyloučit jeho možný vznik. Bohužel asi nikdo, včetně mě, s tím, že se vyskytne tornádo, nepočítal. Objevily se sice články a příspěvky na sociálních sítích, podle kterých amatérští meteorologové tornádo předpovídali, tyto informace ale musíme brát s rezervou.

Šlo ale očekávat supercely s potenciálem výskytu velkých krup

Nyní se částečně vracíme i k výstupům modelů a podmínkám. Supercely doprovázely velké kroupy, jejichž průměr dosahoval v Břeclavi až 8 cm. I dle sondážních měření, která potvrzovala výstupy numerických modelů, šlo odhadnout možnost případného výskytu velkých krup v bouřkách. Sám jsem byl nucen projet části FFD (Forward Flank Downdraft) jedné ze supercel, kde padaly 5 cm kroupy. Kroupy padaly například i na Novojičínsku a Ostravsku.

Obr. 21., Experimental hail parameter (z modelu GFS) ze stránek ESTOFEXu ukazuje možnost 8-10 cm krup v průměru. Je třeba zdůraznit, že tento parametr je pouze experimentální. Zdroj: ESTOFEX

Obr. 22., Záznamy do ESWD (European Severe Storm Database), zdroj: ESWD

Obr. 23., 24., kroupy zaznamenané panem Františkem Prinzem v Břeclavi – Poštorné o průměru až 8 – 9 cm. 

Tato situace nám ukázala, jak silné a nevyzpytatelné mohou být konvektivní bouře ve střední Evropě. Je tak třeba situaci brát velice vážně a snažit se z ní co nejrychleji poučit.

V dalším článku zmíníme škody na místě, které jsme mapovali pozemně, letecky i dronem. Vysvětlíme si také teoreticky vývoj tornáda a prakticky ukážeme některé aspekty výskytu tornáda na jižní Moravě. Připravujeme také sérii článků o lovcích bouřek a budeme se snažit dále šířit osvětu v meteorologii.