A lineáris zivatarrendszerek osztályozása

Lineáris vagy vonalas MKR-eknek (röviden VMKR) nevezzük azokat a mezoskálájú konvektív rendszereket, amelyek a radaron vonalas jellegű konvektív képződményt (azaz squall line-t vagy zivatarláncot) is tartalmaznak. Többnyire egy VMKR egy squall line-ból és a hozzá szervesen kapcsolódó, réteges csapadékot adó (sztratiform) felhőzetből áll. A réteges felhőzet a konvektív cellák alól kifutó hideg levegőtömeg (cold pool) megerősödésének következtében jön létre (a zivatarlánc fejlődő fázisában). Az intenzív cold pool felületén ugyanis ferde konvekció alakul ki, ami mérsékeltebb feláramlásokat és szerényebb intenzitást eredményez a zivatarvonallal összehasonlítva. Ebből az is következik, hogy a réteges felhőzet is alapvetően konvektív jellegű: záporos csapadékot ad illetve elektromos jelenségek kísérik, csak - a squall line-hoz képest - mérsékeltebb formában. A réteges zóna konvektív vonalhoz képesti helyét a környezet szélnyírási profilja határozza meg, ennek mechanizmusát viszont majd egy később következő anyagban ismertetjük. Most röviden bemutatjuk azt az osztályozást, ami a VMKR-eket a squall line és sztratiform régió egymáshoz viszonyított helyzete alapján csoportosítja.

Két amerikai tudós, Parker és Johnson (2000) két év konvektív szezonját vizsgálva a lineáris MKR-eket alapvetően három típusba sorolta: hátoldali sztratiform (”trailing stratiform”, röviden TS), előoldali sztratiform (”leading stratiform”, röviden LS) illetve párhuzamos sztratiform (”parallel stratiform”, röviden PS) rendszereket különböztettek meg. Egy adott VMKR típusát a squall line mozgásából és irányítottságából lehet megállapítani, ez jelöli ki az előoldali, hátoldali illetve párhuzamos fekvéseket. Az azonosításhoz radarképanimáció használata nélkülözhetetlen. A háromféle módus radaros vázlatát az oldalsó ábrára kattintva tekinthetjük meg. Bár az osztályozást 100 km-es nagyságrendű MKR-ekre végezték el (az MKR-ek méretkritériuma 100 km), ezek a módusok a kisebb kiterjedésű rendszerek esetében is érvényesek lehetnek. 

Az említett tanulmány két év alatt 88 db VMKR-t számolt össze az USA-ban, ezeknek több mint a fele (nagyjából 60 %) a TS típusba tartozott, ugyanakkor nem elhanyagolható hányadot (hozzávetőlegesen 20-20 %-ot) alkottak az LS illetve PS módusok. Mindezt a hazai szubjektív megfigyelésekkel is alátámaszthatjuk: leggyakrabban a hátoldali sztratiform squall line-okkal találkozhatunk, de egyáltalán nem példanélküliek az előoldali illetve párhuzamos sztratiform VMKR-ek sem (ezt demonstrálják az egyes típusokat röviden jellemző fejezetekhez tartozó hazai példák is). Az egyes archetípusok között létezik átmenet: egy adott lineáris MKR élete során átalakulhat egyik módusból a másikba. Jellemzően a TS típusú teljes élettartama alatt TS állapotban marad, ugyanakkor az LS MKR-ek egy hányada a késői fázisban TS rendszerré módosul, ugyanez mondható el a PS módusról is.  

Hátoldali sztratiform (TS) VMKR-ek

A lineáris szerkezetű zivatarrendszerek többsége ebbe a típusba tartozik, tulajdonképpen a klasszikus, régről ismert squall line érett stádiumának felel meg: egy közös vezetőél mentén szerveződött intenzívebb zivatarvonal, ami leginkább a vonalra merőleges irányban halad, mögötte pedig kiterjedt réteges csapadékú felhőzetet vonszol. Az oldalsó ábrára kattintva figyelhetünk meg egy tipikus TS típusú VMKR-t. A radarképeken a rendszer vezető éle mentén nagy reflektivitási gradiens figyelhető meg, a keskenyebb intenzív  zivatarvonal mögött pedig rendszerint kiterjedt, markáns réteges csapadékú zóna (záporos csapadékkal, elektromos jelenségekkel) található. A két tömböt gyakran egy közbülső, keskeny, alacsonyabb reflektivitású sáv, az ún. átmeneti zóna választja el egymástól. Mivel
a TS típusú VMKR-ek leginkább a zivatarláncra merőleges irányban helyeződnek át, egy adott terület fölött az intenzív vonal általában gyorsan áthalad, így a lehullott csapadék zömét többnyire a sztratiform zóna adja.

Előoldali sztratiform (LS) VMKR-ek  

Azokat a lineáris zivatarrendszereket soroljuk ide, amelyeknél a réteges csapadékú régió az intenzív konvektív vonal előtt helyezkedik el (azaz a zivatarlánc a réteges tömb irányába halad). Ezt a struktúrát svájci kutatók ismerték fel 1995-ben. Az említett amerikai tanulmányban a vizsgált összes MKR egyötöde tartozott ebbe az archetípusba. Az LS típusú vonalas MKR szinte minden szempontból a TS rendszer tükörképe, azaz a sztratiform tömb halad elől, mögötte pedig a rendszer legvégén az intenzív konvektív vonal (lásd az animációt az oldalsó képre kattintva). Sőt, több esetben itt is megfigyelhető az ún. átmeneti zóna. Azokat a zivatarrendszereket, ahol a konvektív vonal előterében és a hátoldalán is megfigyelhető  réteges tömb, az LS típusba szokás sorolni, mivel morfológiai sajátosságaik inkább emlékeztetnek az LS típusú rendszerekére, mint a TS típusúakéra.

Párhuzamos sztratiform (PS) VMKR-ek

PS típusú lineáris MKR-ről abban az esetben beszélünk, ha a zivatarvonalhoz kapcsolódó réteges zóna egésze vagy zöme a zivatarlánccal párhuzamosan és annak mozgásirányától balra fejlődik. Fontos kritériumot jelent, hogy a sztratiform régió mozgásvektora legfeljebb 30 fokkal térhet el a zivatarlánc vonala által kijelölt iránytól. Az oldalsó képre kattintva láthatunk egy  viszonylag rövid életű PS rendszerre példát, ami a Balatontól keletre alakul ki, és a Duna-Tisza közén esik szét. A PS típusú VMKR-eknél a konvektív vonalat mindkét oldalán igen kis kiterjedésű réteges tömb határolja, azaz a vonal mindkét oldalán igen nagy reflektivitási gradiens tapasztalható a radarképeken. A PS rendszerek esetében számos alkalommal előfordul, hogy a vonal mentén a friss cellák jobbra keletkeznek a vonal mozgásirányához képest, ezek az ún. hátrafelé épülő MKR-ek. Ha a PS típusú VMKR nagymértékben a vonallal párhuzamosan mozog illetve hátrafelé épül, a vonal déli végén keletkező újabb cellák rendre ugyanazon régió fölött haladhatnak keresztül. Ez pedig igen nagy mennyiségű lokális csapadékot eredményezhet a kérdéses területen. Ebből következik, hogy a hátrafelé épülő, PS típusú VMKR-ek gyakran produkálnak hirtelen árvizes helyzeteket.