Předpověď konvektivních jevů Modelové podklady pro předpovědi bouřek ve VW M. Sandev - CPP

PRODUKTY VE VW (CPP) Analýza makro synoptických polí Multi view -> a. analýza podmínek – bourky Produkt dostupný v 6h. kroku (00,06,12 a 18 UTC), základ OSA korigovaná daty z ECMWF, analýza proudění a vektor pohybu bouří jsou předpovědí z ECMWF. Produkty (části) jsou k dispozici cca 2 h. po UTC. 2. _Bourky/Analyza vlhkosti MSG Produkt dostupný v 15 min. kroku, základ data z MSG (BT IR, diff. IR), radar, blesky, data z modelů (oblačnost, VPB), synop. Produkt je k dispozici cca 15 min. po termínu. POZOR NA PARALAXU!!! 3. _Bourky/Analyza proudeni Produkt dostupný v 6h. kroku (00,06,12 a 18 UTC), základ předpověď (na +6 a +12 h.) z vybraného modelu. 4. Multi view -> b. základní pole (GP T RH MSLP) a podpora Základní výstupy z modelů (jako průměr ze 4/2 modelů), GP (500 hPa, 750 hPa), T (850 hPa, 500 hPa), RH (750 hPa), MSLP, PV ALAD a ECMWF (300 hPa, 850 hPa), Jet stream (300 hPa) dostupné v minimálně 3 h. kroku. Data z aktuálního termínu 00 a 12 UTC jsou k dispozici po přijetí dat z posledního z nich (obvykle ECMWF).

PRODUKTY VE VW (CPP) Spouštění konvekce 1. _Bourky/Konvergence prumer Produkty Konvergence jsou dostupné přes parametr Divergence (znaménko -) a to ze všech modelů v hladinách 1000 a 850 hPa. K tomuto produktu jsou přidány i proudnice a GP v odpovídajících hladinách. 2. _Bourky/Mocon Konvergence přízemní vlhkosti z Aladina – při výrazných čarách konvergence ho lze použít, jinak se hodně často vyskytují falešné čáry (šumy) 3. _Bourky/Směr vetru Rychlost a směr větru včetně barevného rozlišení směru větru je k dispozici pro všechny modely a dostupné hladiny. Lze kombinovat s přízemním tlakem. 4. _Bourky/Změna smeru vetru Rychlost a směr větru včetně barevného rozlišení změny směru větru za poslední hodiny z Aladina je k dispozici pro všechny hladiny. Lze kombinovat s přízemním tlakem.

PRODUKTY VE VW (CPP) Spouštění konvekce 5. _Bourky/Srazkova voda Produkt dostupný ze všech modelů – velmi dobře znázorňuje oblast s možným vznikem konvekce, pozorně sledovat oblasti nad 25 mm. _Bourky/Vlhkost xxxxxx Vhodná (barevná) kombinace hodnot RH v nižších vrstvách atm. (do 925 hPa) a nad ní (do 500 hPa), vždy vyjádřená průměrnými hodnotami z hladin v těchto vrstvách. Je vhodné přeložení se srážkovou vodou. U regionálních modelů (zejména u Aladina) velmi dobré výsledky, globální modely jsou horší. 7. _Bourky/Instabilita a vlhkost Velmi komplexní produkt vhodný nejen pro analýzu spouštění konvekce, zejména čáry instability, ale i pro sledování jejího vývoje. Základ tvoří pole instability zahrnující v sobě LI a SI a příhodné pole RH (parametry nastaveny dle Check listu) Zároveň ho lze použít i v kombinaci s CAPE a CIN nebo vektorem pohybu bouří, popřípadě i aktuálními informacemi o blescích (velmi vhodný produkt pro nastavení parametrů Nebo pro zpětnou vazbu – case studies).

PRODUKTY VE VW (CPP) Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Instabilita/vlhkost (kromě již zmíněných produktů) 1. _Bourky/CAPE+LI nebo CAPE MU Aladin Kombinace ML CAPE a LI dostupná ze všech modelů a také jako průměr z modelů. Průměr je vhodný, zejména při vysokých hodnotách CAPE. 2. _Bourky/SI nebo SI prumer nebo LI a SI nebo LI a SI prumer Samostatně SI nebo v kombinaci s LI včetně průměru z modelů. Kombinace LI a SI je vhodným ukazatelem instability (nepřítomnost LI v nočních hodinách je někdy kompenzována SI). 3. _Bourky/CIN Vhodné barevné zabarvení CINu. U GFS se jedná o výstup přímo z modelu, nově je k dispozici i z Aladina (má někdo s ním zkušenost?!).

PRODUKTY VE VW (CPP) Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Instabilita/vlhkost (kromě již zmíněných produktů) 4. _Bourky/Vertikalni gradient teploty Lze vybrat vertikální gradient teploty v několika vrstvách (zem - 925 hPa, 850 hPa – 500 hPa a 700 hPa – 500 Hpa). Produkt dostupný ze všech modelů. Je správně nastaven v Check listu? _Bourky/Vlhka potencialni teplota (wet bulb potential temperature) Potenciální teplota vlhkého teploměru v hladinách v 1000 Hpa a 700 hPa je dostupná jenom z Aladina. Tento produkty lze použit i pro vznik/sledování čáry instability. 6. _Bourky/Smesovaci pomer (mixing ratio) Produkt dostupný z modelu Aladin a ECMWF ve všech hladinách (praktické použití v 1000 hPa)

PRODUKTY VE VW (CPP) Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Proudění/střih větru 1. _Bourky/Strih vetru nebo Strih vetru a VPB Výstupy vypočítané ve VW a to pro hladiny 0 – 1000 m, 0-3000 m a 0 až 6000 m Lze kombinovat i s VPB. Produkt dostupný ze všech modelů. Lze použít i průměr z modelů. U druhého produktu je navíc barevně rozlišená pravotočivost bouří. 2. _Bourky/Helicita Aladin (GFS) Produkt dostupný jen z dvou modelů, lze vybírat mezí SREH1 a SREH3. GFS dává příliš velké oblasti se SREHem. 3. _Bourky/Sweat index Produkt dostupný ze všech modelů i jako průměr z modelů.

PRODUKTY VE VW (CPP) Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Podpora 1. _Bourky/Jet stream Směr a rychlost větru v 300 hPa jsou dostupné ze všech modelů, lze použit i průměr z modelů. 2. _Bourky/Potencialni vorticita Aladin Produkt dostupný jen z Aladina ve dvou hladinách 300 hPa a 850 hPa

PRODUKTY VE VW (CPP) Předpověď konvektivních procesů (teplá polovina roku) Komplexní výstupy 1. Multi view -> c. vlhkostne – teplotni podminky Kombinace více parametrů, které určují možnost vzniku a vývoj konvektivních jevů z hlediska teplotních a vlhkostních podmínek. Primárně je určen pro Aladina, s omezením lze použít i pro jiné modely. 2. Multi view -> d. instabilita – indexy Kombinace více parametrů, které určují možnost vzniku a vývoje konvektivních jevů z hlediska instability, produkt použitelný pro všechny modely (omezeni CIN u GFS). Multi view -> e. strih vetru – indexy Kombinace více parametrů, které určují možnost vzniku a vývoj konvektivních jevů z hlediska proudění a střihu větru. S omezením lze použít pro všechny modely.

Rady, tipy, triky Koncepční modely! Předpověď konvektivních procesů (teplá polovina roku) Proč srážky/nárazy větru z modelů nejsou vhodné pro vznik/sledování vývoje a určování intenzity konvektivních jevů? Je něco lepšího? U GM velký krok v síti – nemožnost popsat jevy konvektivních rozměru, velmi často tvorba mezo synoptických útvarů (zvlášť GFS), nevhodné k potřebné regionalizaci konvektivních jevů. příliš velká území se srážkami (vajíčka). U RM uspokojivá konvektivní schéma?! občas zcela chybějí srážky (hlavně v teplém vzduchu), ačkoliv (hlavně Aladin) „produkují“ dostatečnou vlhkost. neumějí interpretovat další vývoj samotných bouřek (matka rodí syny) – někdy jsou srážky nižší než ve skutečnosti a na daleko menším území. Koncepční modely!

Rady, tipy, triky Ve studeném (chladnějším) instabilním vzduchu V jaké vzduchové hmotě se tvoří/budou tvořit bouřky (studená/teplá)? Ve studeném (chladnějším) instabilním vzduchu Je konvekce nastartovaná dříve (někdy i brzy dopoledne), po západu slunce dochází obvykle ke stabilizaci a rozpouštění oblačnosti. Při silnějším výškovém proudění s dostatečnou vlhkostí vzniká organizovaná konvekce (linie bouřek paralelně s prouděním), naopak v málo pohyblivém vzduchu (bahno barické) konvekce často vzniká chaoticky. CIN je většinou malý (vhodný pro vznik konvekce) Konvekce se spouští při menší relativní vlhkosti ve spodních hladinách atm. V teplém (teplejším) instabilním vzduchu je konvekce nastartovaná později (odpoledne až večer), čím je vzduch teplejší, tím je konvekce pozdější (toto neplatí v přítomnosti fronty nebo čáry konvergence) při mírném proudění se obvykle tvoří čáry konvergence, při slabém proudění nebo bezvětří je konvekce téměř výhradně orografická a začíná až „po západu slunce“. Čím je vzduch sušší, tím je CIN větší (CIN se začíná zmenšovat, buď přidáním tepla nebo ještě lépe vlhkostí). Pro konvekci je třeba vetší relativní vlhkost ve spodních hladinách atm. než ve studeném vzduchu.

Rady, tipy, triky Spouštění konvekce – často obtížný problém Spouštěče vždy hledejte od směru převládajícího proudění, tedy dle vektoru pochybu bouří vůči ČR přesahující rychlost 5 m/s. Je-li rychlost menší, soustřeďte pozornost i jinam – šetříte časem. Spouštěče vždy hledejte v dostatečně širokém okolí ČR!!! Večerní bouřky v Moravskoslezském kraji mohou mít původ v alpské oblasti, naopak noční bouřka v Karlovarském kraji může vzniknout nad Centrálním masivem ve Francií. Více než 70% bouřek v ČR nemá původce na našem území. V chladnějším instabilním vzduchu se soustřeďte na výškové proudění (500 hPa, jet stream, PV) a pokud nenajdete spouštěč, nezoufejte, orografie se o to postará. Dávejte zvláštní pozor na zadní straně výškové brázdy. Čáry konvergence jsou obvykle spojené s (mělkými) brázdami v nižších hladinách (od MSL do 850 hPa). Čáry konvergence lze vystopovat i při analýze předpovědí RH (spodní a střední vrstva atm. Zvlášť jsou patrné u Aladina.

Rady, tipy, triky Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Instabilita/vlhkost Výskyt kumulu za předpokladu vhodného budoucího vývoje dalších prvků (instabilita, vlhkost) indikuje vznik silnější konvekce Příliš hodně vlhkostí ve spodních a zároveň i ve středních pater (> 90% ) konvekce nenastartuje, naopak taková vlhkost nevylučuje přítomnost bouřek. Instabilita bez přítomnosti dostatečné vlhkosti a spouštěče konvekce nenastartuje, naopak je-li bouřka, muže je udržovat při životě. Totéž platí i v případě CAPE. Při splnění dalších podmínek, konvekce se nastartuje při nízkých hodnotách CIN (pod 100, nejlépe pod 50 J/Kg), naopak není vyloučená přítomnost bouřek i při vysokých hodnotách CIN. Bouřka je v takových případech dál „přikrmovaná“ energií z vyšších pater nebo z vlastních sestupně/vzestupných proudů (zejména noční bouřky). Směruje-li bouřka do oblasti s vysokými hodnotami CIN, obvykle dochází k jejímu tlumení. Toto hlavně platí pro denní hodiny.

Rady, tipy, triky Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Proudění/střih větru Za přítomnosti ostatních podmínek pro vznik a vývoj konvekci (instabilita a vlhkost) je střih větru nejvýznamnějším faktorem určující intenzitu konvektivních jevů!!! Střih větru (obvykle 0 až 6 km) určuje organizace bouřek (jednobuněčná, mnohobuněčná a supercelulární). Příliš silný střih větru 0 až 6 km (> 35 m/s?) bouřky obvykle „ničí“. Obzvlášť nebezpečné jsou oblasti s výraznou helicitou v nižších a středních vrstvách atmosféry (SREH1, SREH3). Střih větru a helicita jsou intenzivnější v zimní polovině roku, v létě jsou ve středních zeměpisných šířkách daleko méně četné (o to jsou pak nebezpečnější). Střih větru bez přítomnosti instability může způsobit jen výrazné velkoprostorové /trvalejší) srážky. Výjimkou jsou situace s výraznými vzestupnými proudy (fronta…). Vhodné proudění (střih větru) je obvykle i faktorem, který při absenci dostatečné energie (CAPE) udržuje při životě bouřky. Dávejte pozor při posuzování střihu větru v nočních a ranních hodinách, zejména v nižších hladinách. Je téměř vždy silnější než přes den (zklidnění větru v noci). Směr bouřek určený vektorem pohybu bouří ne vždy musí odpovídat skutečnosti, zejména při menších rychlostech (pod 5 m/s). Bouřka se může i štěpit!

Důležitost jet – streamu Rady, tipy, triky Vývoj konvektivních jevů – určení intenzity/doprovodných konvektivních jevů Podpora Při splnění dalších základních podmínek pro vznik a vývoj konvekce je jet stream (zejména levý exit, pravý entrance) jeden z parametrů, při kterých se vyskytují nebezpečnější bouřkové jevy. Pokud je přitom přítomná i výrazná potenciální vorticita, skutečně lze očekávat i ty nejnebezpečnější bouřkové jevy včetně tornád. Důležitost jet – streamu Viz z ve Visual Weather – 16.6., 2.7, 3.7., 7.7., 8.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Veškeré výstupy, podklady a analýzy v další části prezentace se vztahují na „aktuální“ počasí, resp. ke krátkodobé předpovědi počasí (max. do následujícího dne)!!! 11.5.2012 (SWa) – PVI 32. pro většinu krajů Čech od 11.5. 18 h do 12.5. 04 h V okrajovém proudění oblasti vyššího tlaku přechod výrazné studené fronty v nočních hodinách. Před ní do střední Evropy příliv velmi teplého vzduchu od jihozápadu (v 850 hPa 15 až 17 °C). Za frontou ochlazení o 15 °C. Všechny modely dávaly srážky, hlavně po půlnoci Špatný odhad regionalizace výskytu bouřek (když ano, jen na SZ Čech) – Cape, Instabilita, vlhkost K dalšímu vývoji bouřek nedostatečná energie (Cape) a už velký CIN Důležitá role ročního a denního období pro vznik a vývoj bouřek?!

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies 16.6.2012 (SWa) – bez PVI, Ústecký a Liberecký kraj kroupy až 3 cm v odpoledních hodinách V okrajovém proudění oblasti vyššího tlaku nad Balkánem, přechod mělké brázdy při zemi během odpoledních hodin Přítomnost velmi teplého vzduchu ve Střední Evropě (u nás 14 až 17 °C v 850 hPa Nalezená čára konvergence Jet stream severozápadně od nás Střih větru 0-6 km přes 20 m/s, střih větru 0-3 km 10 až 15 m/s Nutnost sledovat prvky i v menších krocích – 1 hod. Důležitost jet streamu při splnění dalších podmínek

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies 2.7.2012 (B) – PVI 47 Silné bouřky, velmi silné bouřky, od 15 h. 2.7 do 8 h. 3.7. pro Čechy a Vysočinu – silný vítr a kroupy v Čechách (Příbramsko 7 cm kroupy Po přechodu zvlněné studené fronty v nočních hodinách se ráno k nám rozšířila oblast vyššího tlaku vzduchu. Přes den po přední straně brázdy nad západní Evropou začal do Střední Evropy proudit velmi teplý vzduch od jihu (v 850 hPa v 18 h. na jihu Čech až 20 °C). Dochází k tvorbě termické tlakové níže v oblasti za Alpami. Níže vyvolává tvorbu čáry konvergence v alpském masivu a nad Bavorskem. Vytvořené bouřky postupují dle směru pohybu bouří na jih. Vzniká velmi instabilní prostředí (Cape, CIN, LI, SI…) Hodně srážkové vody Střih větru 0-6 km přes 20 m/s, střih větru 0-3 km přes 15 m/s Helicita Pozorně vyhledávat spouštěče, (termická tlaková níže – směr větru i ve vyšších vrstvách. Důležitost jet streamu – pravý entrance Pokračování bouřek i v noci – dostatečná energie a střih

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Noční bouřky z 19. na 20. 6. 2012 Přechod zvlněné studené fronty přes naše území, před ní k nám proudí teplý vzduch od jihozápadu (v 850 hPa 16 až 18 °C) K nastartovaní konvekce dochází ve večerních hodinách v alpské oblasti. Bouřky postupuji k severovýchodu, kde naráží na oblast s vysokým CINem a s relativně nižšími hodnotami střihu větru. Opětovné obnovení až k ránu? Další bouřka se vytváří po půlnoci severozápadně od nás a je přikrmovaná velkou helicitou v nižších vrstvách a střihem větru 0 – 6 km. Zpočátku ani SI není kladný Pozorně vyhledávat spouštěče, při tak vysokých teplotách je třeba silnější impuls – jsou vhodné ty největší horské masivy, jinde je vzduch natolik prohřátý, že je třeba daleko silnější impuls. Důležitost jet streamu – pravý entrance nad Německém Zánik bouřek v Čechách – bránící CIN a nižší hodnoty střihu větru Pokračování bouřek i v noci v Německu – velká helicita a střih

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Srážky 20.6.2012 (SWc2) – PVI 43 Silné bouřky, velmi silné bouřky, od 16 h. 20.6 do 8 h. 21.6. pro všechny kraje ČR (rozdílné začátky a konce pro jednotlivé kraje) – srážky přes 50 mm/6h Královehradecký, Jihočeský a Plzeňský kraj Přechod zvlněné studené fronty přes naše území, před ní k nám proudí teplý vzduch od jihozápadu (v 850 hPa 16 až 18 °C) K nastartovaní konvekce dochází v odpoledních hodinách na Šumavě a v Novohradských horách, později večer i v alpské oblasti. Konvergence na Šumavě patrná až v hladině 850 hPa, v alpské oblasti při zemi. Silná instabilita, vhodný CIN Srážková voda přes 50 mm!, VPB slabě nad 5 m/s, střih větru 0-6 km přes 15 m/s. Pozorně vyhledávat spouštěče, při slabém proudění při zemi hledat i ve vyšších hladinách (850 hPa). Velmi vysoké hodnoty srážkové vody spolu se slabým VPB přinášejí vydatné srážky. Nezanedbatelný střih větru 0-6 km

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ – Case studies Tornádo na severu Polsku – 14.7. 2012

Modelové podklady pro předpověď konvektivních jevů v ČHMÚ - Case studies Veškeré výstupy, podklady a analýzy v další části prezentace se vztahují na „aktuální“ počasí, resp. ke krátkodobé předpovědi počasí (max. do následujícího dne)!!! 19.6.2012 (SWc2) - PVI 42. pro JČ, PA, a Morava se Slezskem od 19.6. 12 h do 19.6. 22 h. Po noční bouřce se očekával vývoj konvekce i přes den (odpoledne) Modely (s výjimkou LMEB) předpovídaly srážky (12-18 UTC) – JĆ, ČMV, VČ Přítomnost zvlněné studené fronty (teplá fronta) v oblasti výběžku vyššího tlaku od SV Slabé SV a V proudění do 4 m/s, bez výrazné čáry konvergence Přítomnost velmi teplého vzduchu (v 850 hPa od 14 do 18°C) Pravděpodobně problém se spouštěčem!?

Děkuji všem za pozornost a zvlášť Pavlovi Borovičkovi za podnětné nápady a tvorbu některých výstupů M. Sandev - CPP