Сильнейшие грозы, ливни и шквалы в Перми 16-17 июня 1998 г.

Во второй половине дня 16.06.1998 г. и в ночь на 17.06.1998 г.  в центре Перми прошли редкие по интенсивности грозы со шквалами, градом и сильнейшими ливнями. В результате был нанесен значительный материальный ущерб: повалены деревья, повреждены кровли, превывалось электроснабжение, оборваны ЛЭП, размыт асфальт на некоторых улицах, движение поездов по Горнозаводской железной дороге у о.п. Славянова было остановлено на 16 часов из-за схода оползня на полотно железной дороги. 

В данном обзоре рассматриваются условия возникновения и развития сильных гроз, ливней и шквалов в Перми 16 июня 1998 г. При это использованы данные реанализов CFS/NCEP и ERA5, а также архив данных МРЛ-5, установленного в аэропорту  Большое Савино (данные предоставлены кафедрой метеорологии и охраны атмосферы ПГНИУ)

Во второй декаде июня 1998 года на Европейской России стояла необычайно жаркая погода. Средняя температура за декаду превысила норму на 5-8 градусов. В период с 12 по 20 июня температура воздуха повышалась в Центре ЕТР, Волго-Вятском районе и на Среднем Урале до +32…+35°, а на юге ЕТР и на Южном Урале до +40°. Во многих городах Европейской России были установлены суточные, декадные и месячные температурные рекорды, а в отдельных пунктах перекрыты абсолютные максимумы температуры воздуха в июне за весь период метеонаблюдений.

Аномальная жара в июне 1998 года была связана с блокирующим процессом – погоду на Европейской России в этот период формировал высотный антициклон, центр которого располагался над востоком ЕТР, а к середине декады сместился на Урал. В системе этого высотного антициклона на Европейскую Россию поступала тропическая воздушная масса с Нижнего Поволжья и Предкавказья (с температурой на АТ850 около +20°), которая дополнительно прогревалась за счет нисходящих движений и продолжительного светового дня.

В поле приземного давления центр антициклона (замкнутая изобара 1020 гПа), 12-14 июня располагался несколько севернее центра высотного антициклона, над Башкортостаном.  Пермский край находился на его северной периферии в зоне интенсивной адвекции тепла с юго-западными ветрами. В Пермском крае и Башкирии наблюдалась преимущественно малооблачная погода без осадков и усиление жары. В Перми были установлены температурные рекорды: 12 июня +31,4°, 13 июня +33,0°, 14 июня +32,7°. Среднесуточная температура воздуха 13-14 июня была выше нормы на 10-11 градусов.

15 июня Пермский край оставался в тропической воздушной массе под влиянием высотного антициклона, но  в поле приземного давления произошли существенные изменения. Новое ядро повышенного давления вышло с Архангельской области на Приполярный Урал и там стало усиливаться, а над Пермским краем сформировалась слабовыраженная ложбина. Влагосодержание и неустойчивость воздушной массы увеличились, при этом слабый заток холода был заметен только на севере края. Грозы в Перми наблюдались уже днем 15 июня, также по данным МРЛ Большое Савино, к северу от Перми во второй половине дня выпал град. На фоне сильной жары внутримассовые грозы сопровождались также шквалами (нисходящими порывами в зонах осадков).

16 июня синоптическая ситуация определялась слабовыраженной барической ложбиной, температура воздушной массы на 850 гПа над северо-западом крае опустилась ниже +15°, над южной частью края она была выше +17°, т.е. имел место незначительный температурный контраст (размытый полярный фронт). По данным утреннего радиозондирования атмосферы на станции 28225 Пермь, температура на АТ850 составляла +16,6° (ожидаемая максимальная температура днем +31…+33°). Сильной конвективной неустойчивости не наблюдалось, в слое 800-1000 м дефицит точки росы достигал 14-15 градусов. Ветер на высотах 850-500 гПа был слабым (6-9 м/с), южного и юго-западного направления. Благодаря влиянию ложбины влагосодержание воздушной массы было высоким (до 39 мм). В таких условиях  можно было ожидать развития локальных гроз в послеполуденные часы, в отдельных районах с умеренными шквалами и градом. Они действительно начали развиваться в послеполуденные часы, однако их интенсивность в некоторых районах Перми, в том числе в центре города, превзошла все ожидания.

Синоптическая ситуация 16.06.1998 г. в 06.00 ВСВ. Геопотенциал 500 гПа и приведенное атмосферное давление по реанализу CFS/NCEP


Синоптическая ситуация 16.06.1998 г. в 06.00 ВСВ. Температура воздушной массы на 850 гПа и приведенное атмосферное давление по реанализу CFS/NCEP



Синоптическая ситуация 16.06.1998 г. в 06.00 ВСВ. Общее влагосодержание воздушной массы и приведенное атмосферное давление по реанализу CFS/NCEP. Видна область высокого влагосодержания, связанная с ложбиной северо-западнее Перми


Синоптическая ситуация 16.06.1998 г. в 06.00 ВСВ. Энергия неустойчивости, рассчитанная от земли (SB CAPE) и приведенное атмосферное давление по реанализу CFS/NCEP. Видна область сильной неустойчивости, связанная с ложбиной



Энергия неустойчивости, рассчитанная от земли (SB CAPE) в 17.00 местного времени 16 июня по реанализу ERA5. Реанализ воспроизводит сильную неустойчивость северо-западнее, чем она наблюдалась по факту.

Середина июня 1998 года в России запомнилась разрушительными шквалами в Смоленской области и Санкт-Петербурге (15 июня), в Москве и Московской области (20-21 июня). Сильнейшие грозы, ливни и шквалы прошли также в Перми и в отдельных районах Пермского края 16-17 июня. Гроза в Перми 16 июня 1998 года нанесла значительный ущерб и даже стала одним из сюжетов известной телепередачи «Катастрофы недели», однако она имела внутримассовый характер. За последующие 14 лет столь интенсивных конвективных явлений в Перми зафиксировано не было, исключением может быть только фронтальный шквал 22.05.2001 (30 м/с).

В первой половине дня 16 июня в Перми наблюдалась переменная облачность (средний ярус), температура воздуха быстро повышалась. После 14.00 начали развиваться мощно-кучевые облака. В 15.06 местного времени в радиусе видимости МРЛ Большое Савино наблюдались локальные грозы по востоку Пермского края.

Данные МРЛ Большое Савино. Начало грозовой деятельности 16.06.1998

После 15.00 над юго-западом Перми сформировалась локальная грозовая ячейка, которая смещалась в северо-восточном направлении. К этому времени температура воздуха в центре города достигла +32°. А максимальная температура, зафиксированная в этот день, составила +32,7° (суточный рекорд жары).

В 15.39 местного времени, по данным МРЛ, над  Пермью наблюдалась конвективная ячейка с грозой и ВВГО 11 км (ниже уровня тропопаузы примерно  на 1 км). Другая конвективная ячейка сформировалась к западу от Перми, по потоку они перемещались на северо-восток. К 16.09 ситуация существенно не изменилась, частично зона активной конвекции находилась в зоне отсутствия данных МРЛ.

Гроза в центре Перми началась около 15.30 с умеренным ливнем, интенсивность осадков быстро возрастала. Основная зона осадков перемещалась с юго-запада через центр города к Камской долине, при этом ее площадь и интенсивность осадков увеличивалась.

После 16.00 в районе Камской Долины и к юго-востоку от нее начался сильнейший ливень (который можно было наблюдать как плотную стену падения), который спровоцировал сильные нисходящие порывы ветра.  Как известно, нисходящие порывы образуются в зонах осадков, и обычно чем выше интенсивность осадков, тем сильнее шквал. Кроме того, сильным шквалам способствует также большой дефицит точки росы. В данном случае, в период максимального прогрева при температуре воздуха около +33° в центре Перми (где преобладают асфальтово-бетонные поверхности) дефицит точки росы мог составлять до 20 градусов. Сильный шквал 16 июня был связан с тем, что гроза наблюдалась в период максимального прогрева, а также с очень высокой интенсивностью осадков.








 

Развитие кучево-дождевых облаков с грозами и шквалами днем 16.06.1998. Данные МРЛ Большое Савино.
 

После 16.00 в центре города ветер сменил направление на северо-западное (из зоны интенсивных осадков) и начал резко усиливаться. Конвективный кластер над севером Перми увеличивался настолько быстро, что его зона осадков стала расширяться против ведущего потока, с севера на юг. Обратное смещение зоны осадков на центр Перми сопровождалось шквалистым усилением северо-западного ветра за счет нисходящих порывов. В центре Перми вновь начался ливень, который усиливался с каждой минутой. На пике интенсивности ливня видимость в осадках ухудшалась до 100 метров и менее (с одной стороны улицы не были различимы даже контуры зданий на другой стороне), сильнейший ливень сопровождался штормовым ветром, который повалил множество деревьев.  Частота грозовых разрядов достигала 50 в минуту. Низкие места в центре города затопило потоками воды и грязи, местами размыло асфальт, улицы были завалены упавшими деревьями, которые падали в том числе на проезжающие автомобили. Наибольшие разрушения наблюдались  в районе набережной Камы и к востоку от нее.

По данным МРЛ Большое Савино, в течение нескольких сроков над центром и востоком Перми сохранялся малоподвижный комплекс кучево-дождевой облачность с ВВГО 11 км и грозой. В 11.13 произошло объединение этого скопления с другим, которое сместилось с запада. ВВГО севернее Перми достигла 13 км (уровень тропопаузы). По данным МРЛ, наблюдались также шквалы 15-18 м/с, но судя по разрушениям, шквалы были намного сильнее (более 20 м/с).

Зона  с наибольшей высотой верхней границы облаков (13 км) переместилась на север, в район Чермоза, однако малоподвижный конвективный комплекс над Пермью также усилился, ВВГО достигла 12 км. После 17.00 основная зона осадков сместилась на северо-восток города, где наблюдался сильнейший ливень со шквалом. А на центр Перми сместилась другая зона осадков с северо-запада. Второй ливень в центре Перми был близок по интенсивности к первому, видимость в осадках в течение нескольких минут также ухудшалась до 100-200 метров.

После 18.00 местного времени основные зоны осадков сместились на юг и восток от Перми, гроза в Перми прекратилась. В ряде южных районов (Нагорный, Бахаревка, Южный) существенных осадков и шквалов не наблюдалось, в то же время в центре Перми обе грозы нанесли большой ущерб, наблюдались существенные подтопления. На метеостанции Пермь за день 16 июня выпало всего 5 мм осадков, шквал не наблюдался.

После 22.00 грозовая деятельность в районе Перми возобновилась. По данным МРЛ, в 22.49 местного времени к северо-западу от города сформировалось две конвективные ячейки с ВВГО до 13 км, которые затем объединились над Пермью. Направление ведущего потока к этому времени сменилось на западное. После 23.00 местного времени в центре Перми снова наблюдался комплекс опасных явлений погоды – сильнейший ливень со шквалом и исключительно интенсивной грозой. Шквалистый ветер валил деревья, потоки воды на улицах скрывали целиком колеса автомобилей. На этот раз метеостанция попала в зону сильной грозы - за ночь выпало 17 мм осадков и отмечен порыв ветра 18 м/с. Также сильные дожди отмечены ночью в Чермозе и Добрянке, но нигде количество осадков не достигло 30 мм.

 







Сильная гроза в ночь с 16 на 17 июня. Данные МРЛ Большое Савино.
 

На следующий день, 17 июня на большей части Пермского края сохранялась экстремальная жара. Максимальная температура воздуха в Перми составила +33,0°. Во второй половине дня с запада начал приближаться полярный холодный фронт. По данным МРЛ, вдоль фронта сформировалась линейная система кучево-дождевых облаков большой мощности (ВВГО до 14 км к северу от Кунгура) с грозами и местами с градом. К 16.44 местного времени линия шквалов подошла к Перми. В городе наблюдались умеренные и сильные грозы, короткий ливень и умеренный шквал. Но наиболее мощные грозы, по всей видимости, прошли южнее и восточнее Перми, где ВВГО достигала 14 км. На метеостанции Пермь прошла лишь слабая гроза, выпало 0,4 мм осадков и отмечено усиление ветра до 14 м/с. На гидропосту Калилино отмечен очень сильный дождь, выпало 37 мм осадков.

Развитие кучево-дождевых облаков с ливнями, грозами, шквалами и градом днем 17.06.1998 г,по данным МРЛ Большое Савино