Downburst czym jest pionowy prąd zstępujący powietrza

Wraz z nadejściem lata, Polska wchodzi w sezon burzowy, który przynosi ze sobą gwałtowne zjawiska pogodowe. Coraz częściej słyszymy o takich terminach jak downburst, które, choć mniej znane niż tornada, mogą powodować znaczne zniszczenia i stanowić poważne zagrożenie. W kontekście globalnych zmian klimatycznych i rosnącej intensywności ekstremalnych zjawisk pogodowych, zrozumienie downburstów staje się nie tylko interesujące, ale i niezwykle ważne.

Przeczytaj również: 

• Lej KONDENSACYJNY Co to jest, czy jest groźny i czy to już tornado?
• Cyklony tropikalne – siła natury, która zmienia świat

Downburst to silny, pionowy prąd zstępujący powietrza, który po osiągnięciu powierzchni ziemi rozprzestrzenia się gwałtownie we wszystkich kierunkach. Te gwałtowne podmuchy wiatru mogą osiągać prędkość ponad 240 km/h, niszcząc wszystko na swojej drodze. Choć downbursty często są mylone z tornadami ze względu na podobne skutki, mechanizmy ich powstawania są zupełnie inne.

Przyjrzymy się szczegółowo, czym są downbursty, jak powstają, jakie są ich typy oraz jakie skutki mogą przynosić. Zrozumienie tego zjawiska jest kluczowe nie tylko dla meteorologów, ale także dla osób zajmujących się bezpieczeństwem publicznym, rolników oraz wszystkich, którzy mogą znaleźć się na drodze tych niszczycielskich sił natury.

Z uwagi na zmieniający się klimat, intensywność i częstotliwość występowania downburstów mogą wzrastać, co czyni tę wiedzę jeszcze bardziej aktualną.

Mechanizm powstawania downburstów

Downbursty powstają w warunkach głębokiej, wilgotnej konwekcji, zazwyczaj związanej z chmurami Cumulus congestus lub Cumulonimbus. Proces tworzenia downburstu można podzielić na kilka etapów:

1. Początek zstępowania powietrza: Zjawisko rozpoczyna się, gdy duże krople deszczu lub grad zaczynają opadać przez suchsze powietrze pod podstawą chmury. Krople deszczu parują, a grad topnieje, co powoduje znaczne ochłodzenie powietrza w wyniku procesu parowania i topnienia.
2. Przyspieszenie prądu zstępującego: Ochłodzone powietrze staje się gęstsze i zaczyna gwałtownie opadać w kierunku powierzchni ziemi. Prąd zstępujący przyspiesza, osiągając maksymalną prędkość tuż przed zetknięciem z powierzchnią.
3. Rozprzestrzenienie się powietrza na powierzchni: Po osiągnięciu powierzchni ziemi, zimne powietrze rozprzestrzenia się we wszystkich kierunkach, tworząc silne wiatry o charakterze prostoliniowym, które mogą powodować znaczne zniszczenia.
4. Spadek temperatury: Z powodu obecności zimnego powietrza z prądów zstępujących, na obszarze dotkniętym downburstem zazwyczaj dochodzi do znacznego spadku temperatury.

Rodzaje downburstów

Downbursty dzielą się na dwa główne typy: mokre i suche. W zależności od skali zjawiska możemy również wyróżnić microbursty i macrobursty.

Downbursty mokre

• Opis: Mokre downbursty są związane z burzami o dużych opadach. Prądy zstępujące są wspomagane przez ciężar opadającej wody, co dodatkowo przyspiesza ich ruch w dół.
• Cechy: Towarzyszy im znaczna ilość opadów, a proces topnienia lodu, zwłaszcza gradu, odgrywa kluczową rolę w ich formowaniu.

Downbursty suche

• Opis: Suche downbursty występują podczas burz z niewielką ilością opadów lub ich brakiem. Są spowodowane głównie przez parowanie kropli deszczu w suchym powietrzu pod podstawą chmury.
• Cechy: Powodują znaczne ochłodzenie powietrza, które staje się gęstsze i opada szybciej na powierzchnię. Mogą generować silne wiatry prostoliniowe, zwane również “straight-line winds”.

Microbursty i macrobursty

• Microbursty: To małe downbursty o średnicy mniejszej niż 4 km. Są bardzo intensywne, ale ich wpływ jest ograniczony do niewielkiego obszaru.
• Macrobursty: To większe downbursty o średnicy większej niż 4 km. Ich wpływ może obejmować większy obszar, powodując znaczne zniszczenia.

Wpływ na ludzi i bezpieczeństwo

Downbursty mogą powodować poważne zniszczenia na powierzchni ziemi i stanowią poważne zagrożenie dla lotnictwa.

1. Zniszczenia na powierzchni: Silne wiatry towarzyszące downburstom mogą wyrywać drzewa z korzeniami, uszkadzać budynki i infrastrukturę, a także przewracać samochody i inne pojazdy. Zniszczenia te mają charakter prostoliniowy, co odróżnia je od zniszczeń spowodowanych przez tornada, które mają charakter spiralny.
2. Zagrożenie dla lotnictwa: Downbursty stanowią poważne zagrożenie dla samolotów, zwłaszcza podczas startu i lądowania. Nagłe i silne prądy zstępujące mogą powodować gwałtowne zmiany prędkości i kierunku wiatru, co utrudnia kontrolę nad samolotem. W przeszłości wiele katastrof lotniczych było spowodowanych przez downbursty. Dlatego współczesne systemy lotnicze wyposażone są w technologie wykrywania i ostrzegania przed tym zjawiskiem, a załogi samolotów są szkolone w zakresie radzenia sobie z jego skutkami.

Prognozowanie downburstów

Zaawansowane technologie, takie jak radar Dopplera, są wykorzystywane do wykrywania i prognozowania downburstów. Radary te mogą monitorować prędkość i kierunek wiatru, umożliwiając wczesne wykrywanie prądów zstępujących i ostrzeganie przed potencjalnym zagrożeniem. Systemy te są szczególnie ważne w rejonach o dużym natężeniu ruchu lotniczego, gdzie bezpieczeństwo pasażerów i załóg jest priorytetem.

Downbursty są potężnymi i niebezpiecznymi zjawiskami atmosferycznymi, które mogą powodować znaczne zniszczenia na powierzchni ziemi i stanowią poważne zagrożenie dla lotnictwa. Zrozumienie mechanizmu ich powstawania, typów i skutków jest kluczowe dla skutecznego zarządzania ryzykiem związanym z tym zjawiskiem. Dzięki zaawansowanym technologiom detekcji i prognozowania, a także odpowiedniemu szkoleniu załóg lotniczych, możliwe jest minimalizowanie wpływu downburstów na bezpieczeństwo i infrastrukturę.

Downburst a trąba powietrzna – różnice

Downburst i trąba powietrzna to dwa różne zjawiska atmosferyczne, które choć mogą powodować podobne zniszczenia, mają zupełnie inne mechanizmy powstawania i charakterystyki. Poniżej przedstawiamy kluczowe różnice między tymi dwoma zjawiskami:

1. Mechanizm powstawania

Downburst:

• Downburst jest gwałtownym prądem zstępującym powietrza, który powstaje pod chmurami burzowymi, takimi jak Cumulus congestus lub Cumulonimbus.
• Powstaje, gdy duże krople deszczu lub grad opadają przez suche powietrze pod chmurą, co powoduje parowanie kropli i topnienie gradu. Ten proces chłodzi powietrze, które staje się gęstsze i zaczyna gwałtownie opadać.
• Po dotarciu do powierzchni ziemi, zimne powietrze rozprzestrzenia się promieniście we wszystkich kierunkach, powodując silne wiatry prostoliniowe.

Trąba powietrzna:

• Trąba powietrzna to wirująca kolumna powietrza, która tworzy się w wyniku intensywnych burz superkomórkowych.
• Powstaje, gdy silne prądy wstępujące w burzy powodują, że powietrze zaczyna się obracać wokół pionowej osi, tworząc wir.
• Tornado jest widoczne jako wirujący lej, który sięga od podstawy chmury do powierzchni ziemi.

2. Ruch powietrza

Downburst:

• Powietrze w downburście porusza się pionowo w dół, a następnie rozprzestrzenia się poziomo po zetknięciu z powierzchnią ziemi.
• Wiatry w downburście mają charakter prostoliniowy, co oznacza, że rozchodzą się promieniście od punktu uderzenia.

Trąba powietrzna:

• Powietrze w tornadzie wiruje wokół pionowej osi, tworząc rotacyjny ruch powietrza.
• Wiatry w tornadzie mają charakter spiralny, co prowadzi do określonego wzoru zniszczeń.

3. Kształt i wygląd

Downburst:

• Downburst nie ma wyraźnie widocznej formy jak tornado. Jest to raczej obszar silnych, prostoliniowych wiatrów.
• Skutki downburstu są często widoczne jako szerokie pasy zniszczeń, rozciągające się promieniście od centralnego punktu.

Trąba powietrzna:

• Tornado ma charakterystyczny lej, który rozciąga się od podstawy chmury do ziemi.
• Wirujący lej tornada jest wyraźnie widoczny, zwłaszcza gdy zawiera pył, gruz i kondensat wodny.

4. Skala zjawiska

Downburst:

• Downbursty mogą mieć różne skale: od microburstów, które mają średnicę mniejszą niż 4 km, do macroburstów, które przekraczają tę wartość.
• Downbursty mogą występować na stosunkowo dużych obszarach, ale ich intensywność jest rozłożona na większą przestrzeń.

Trąba powietrzna:

• Tornada zazwyczaj mają mniejszy obszar oddziaływania, ale ich siła jest skoncentrowana w wąskim pasie.
• Tornada mogą mieć różną intensywność, od słabych (EF0) do niezwykle silnych (EF5) na skali Fujity.

5. Zniszczenia

Downburst:

• Zniszczenia spowodowane przez downbursty mają charakter prostoliniowy, co oznacza, że są rozciągnięte w jednym kierunku od centralnego punktu uderzenia.
• Downbursty mogą powodować wyrywanie drzew z korzeniami, uszkodzenia budynków, a także zniszczenia infrastruktury.

Trąba powietrzna:

• Zniszczenia spowodowane przez tornada mają charakter spiralny, co oznacza, że obiekty są często przewracane w różnych kierunkach w zależności od ruchu wiru.
• Tornada mogą powodować poważne zniszczenia na małym obszarze, w tym całkowite zniszczenie budynków i innej infrastruktury.

Downburst i trąba powietrzna to dwa różne zjawiska atmosferyczne, które mimo podobnych skutków mają zupełnie inne mechanizmy powstawania i charakterystyki. Downbursty to gwałtowne prądy zstępujące powietrza, które rozprzestrzeniają się prostoliniowo po dotarciu do ziemi, podczas gdy trąby powietrzne to wirujące kolumny powietrza o spiralnym ruchu. Zrozumienie tych różnic jest kluczowe dla odpowiedniego reagowania na te zjawiska oraz minimalizowania ich potencjalnych skutków.