Разрушительный шквал (нисходящий порыв, downburst) в Чайковском районе 17 августа 2014 г.

17 августа 2014 г. в период с 18.50 по 19.10 местного времени через юго-восточную часть Чайковского района переместилось суперячейковое кучево-дождевое облако. Ее прохождение сопровождалось разрушительным шквалом и выпадением града (диаметром около 2 см). В результате шквала были повалены или повреждены 12 опор линии электропередач 110 кВт «Воткинская ГЭС ̶ Светлая» .Было отключено электроснабжение в ряде населенных пунктов Фокинского, Большебукорского и Ваньковского поселений Чайковского района, востановительные работы на ЛЭП продолжались 4 сут. Кроме того, были сорваны крыши с 80 жилых домов и объектов социального назначения (ущерб для последних составил около 10 млн. руб) в д. Гаревая и с. Фоки. Уничтожено несколько лесных массивов, расположенных западнее д. Гаревая и Мал. Букор. Общая площадь ветровалов составила более 550 га, в том числе более 350 га сплошного ветровала. Столь разрушительных шквалов и масштабных ветровалов в южной части Пермского края не наблюдалось по меньшей мере за последние 12 лет, с 2002 г.

Последний раз массовый ветровал по югу Пермского края наблюдался также в Чайковском районе в августе 2007 г. южнее д Векошинка. В результаты было уничтожено более 200 га соснового леса.

Траектория прохождения шквала 17.08.2014 в Чайковском районе

Уничтоженный шквалом лесной массив к ЮЗ от д. Гаревая. Фото СМИ



Сплошные ветровалы к юго-западу от. д. Гаревая  в результате шквала 17.08.2014 г. Снимок LANDSAT-7 ETM+  за 22.08.2014 (первый снимок места прохождения урагана)
 

Предварительная оценка площадей ветровалов проведена по разновременным снимкам со спутников серии LANDSAT (LANDSAT-8  за 07.08.2014 г. и LANDSAT 7 за 22.08.2014 г.). Данные со спутников LANDSATобщедоступны и бесплатны.  Они имеют пространственное разрешение 30 м (спектральные каналы) и 15 м в панхроматическом диапазоне. Снимки получены с сервера Геологической службы США.
На снимке за 22.08.2014 г. присутствует облачность, в силу этого, а также по причине невысокого пространственного разрешения, оценка площади ветровалов носит предварительный характер. Для уточнения ущерба может быть проведена съемка территории с более высоким пространственным разрешением,  а также выполнены полевые обследования.
 

Описание условий возникновения опасных явлений погоды 17 августа 2014 г.

16 августа 2014 г. погодные условия на Европейской территории России формировал углубляющийся западный циклон, который сместился из района Санкт-Петербурга на Архангельскую область и далее в Республику Коми. В теплом секторе данного циклона на Среднее Поволжье и Южный Урал распространилась тропическая воздушная масса из Нижнего Поволжья, с температурой на изобарической поверхности АТ850 +21…+24°, и максимальной температурой днем +33…+38°.

Ночью и утром 16 августа через Пермский край и Башкирию прошел полярный теплый фронт этого циклона, отмечались дожди, местами грозы (выпало до 16 мм осадков). Днем 16 августа южная часть Пермского края находилась в теплом секторе циклона вблизи холодного фронта, который пролегал через центральные районы края. В течение дня местами как в теплом секторе, так и на холодном фронте отмечались грозы с градом до 2 см в диаметре.

Геопотенциал 500 гПа и поле атмосферного давления, 16.08.2014 г., 18.00 местного времени. Реанализ модели GFS/NCEP

Температура на изобарической поверхности АТ850 и поле атмосферного давления, 16.08.2014 г., 18.00 местного времени. Реанализ модели GFS/NCEP

Влагосодаржение атмосферы, 16.08.2014 г., 18.00 местного времени. Реанализ модели GFS/NCEP

Ветер на изобарической поверхности 300 гПа, 16.08.2014, 18.00 местного времени. Видно струйное течение, направленное с запада юго-запада на восток-северо-восток

В течение суток 16 августа над Средним Уралом и востоком ЕТР произошло значительное увеличение барического градиента в средней тропосфере (в связи с углублением высотной ложбины над севером ЕТР). В результате скорость ветра в средней тропосфере, на высотах 3-6 км, достигла 22-27 м/с. У земли ветер имел юго-западное направление, а на высотах – западное. Таким образом, над обширной территорией сложились благоприятные условия для развития суперячеек – неустойчивая тропическая (температура на АТ850 +16…+18°) воздушная масса со значительным влагосодержанием; наличие динамического фактора (холодный фронт с волновыми возмущениями, которые с высокой скоростью перемещались вдоль линии фронта); вертикальный сдвиг ветра и значительное увеличение его скорости с высотой. Столь благоприятные условия для развития опасных явлений погоды в данном регионе последний раз наблюдались 18 июля 2012 г.

В ночь на 17 августа холодный фронт медленно переместился на 200 км к югу, и к утру был ориентирован через Набережные Челны и Ижевск на южные районы Пермского края. Ночью при прохождении волновых возмущений на фронте наблюдалась интенсивная конвекция, по данным допплеровского метеорологического радиолокатора, расположенного в г. Ижевске, выпадал град и наблюдались сильные шквалы. В Татарстане диаметр града местами достигал 70 мм, в Малопургинском районе Удмуртии - 60 мм. В обоих случаях был нанесен значительный ущерб.

В первой половине дня южные районы Пермского края и Удмуртии оставались под влиянием малоподвижного фронта, а основная часть его территории оказалась за фронтом в тропической воздушной массе. По данным утреннего радиозондирования атмосферы, скорость ветра в средней тропосфере еще увеличилась и на уровне 500 гПа составила 28 м/с, в то время как у земли наблюдалось малоградиентное барическое поле (слабовыраженая ложбина) и ветер был слабый.

Геопотенциал 500 гПа и поле атмосферного давления, 17.08.2014 г., 18.00 местного времени. Реанализ модели GFS/NCEP



Температура на изобарической поверхности АТ850 и поле атмосферного давления, 17.08.2014 г., 18.00 местного времени. Реанализ модели GFS/NCEP. Теплый сектор циклона сместился на Свердловскую область



Влагосодаржение атмосферы, 17.08.2014 г., 18.00 местного времени. Реанализ модели GFS/NCEP. Фронт проходит через юг Пермского края и север Башкирии




Ветер на изобарической поверхности 300 гПа, 16.08.2014, 18.00 местного времени. Видно струйное течение со скоростью ветра более 40 м/с, ось над югом Пермского края

 

В первой половине дня 17 августа конвекции на фронте не наблюдалось, но после 16.00 над востоком Татарстана сформировалось волновое возмущение, которое вдоль фронта перемещалось с запада-юго-запада на восток-северо-восток. На нем возникла долгоживущая мезомасштабная конвективная система, которая переместилась через северо-восток Тарарстана, юг Удмуртии и Пермского края. С ней и был связан комплекс опасных явлений погоды – интенсивные грозы, ливни, град диаметром 1,5 – 2, местами до 4 см, разрушительные шквалы.

Вечером и ночью на 18 августа через юго-запад Пермского края прошла еще одна волна на фронте, при этом отмечались интенсивные грозы и шквалы (до 21 м/с). Затем фронт начал смещаться на юг (как холодный) и покинул пределы Пермского края.

Описание прохождения шквала на основе анализа распределения ветровалов, данных допплеровского метеорологического радиолокатора г. Ижевска (ДМРЛ), и материалов очевидцев
 

Как уже отмечалось ранее, шквал в Чайковском районе был связан с прохождением долгоживущего скопления кучево-дождевых облаков (мезомасштабной конвективной системы), сформированной на волне малоподвижного полярного фронта, который пролегал через северные районы Татарстана, юг Удмуртии и Пермского края. Данная конвективная система зародилась еще над Татарстаном в районе г западу от г. Вятские Поляны, около 16.00 местного времени 17 августа 2014 г. По данным метеорологического радиолокатора г. Ижевск, в данном районе наблюдались шквалы и град, а высота верхней границы облаков (ВВГО) достигала 13 км.

Через 2 часа, смещаясь по потоку с запада-юго-запада на восток-северо-восток, конвективная система прошла через г. Ижевск. В Ижевске по данным местной метеостанции наблюдался шквал 17 м/с и ливень (14 мм осадков). В некоторых районах города выпал град, шквал повалил деревья, движение автотранспорта было нарушено из-за сильного ливня и подтоплений, видимость в осадках кратковременно снижалась до 100-200 м. По данным ДМРЛ, высота верхней границы облаков здесь также достигала 13 км. Диаметр зоны осадков составлял около 50 км.

Далее конвективная система смещалась в сторону г. Чайковского, через который прошла в период между 18.45 и 19.00 местного времени. В г. Чайковский при этом наблюдался шквал 19 м/с и ливень (13 мм осадков). В результате шквала были повалены деревья в городе. При падении дерева погибла женщина.

Одновременно, по южной окраине мезомасштабной конвективной системы, ориентировочно в районе д. Харнавы Чайковского района, возникла суперячейка – вращающееся кучево-дождевое облако с мезоциклоном, в диаметре (по данным МРЛ) зона интенсивных осадков и разрушительных ветров имела менее 5 км. Предположительно, суперячейка относилась к типу HP (High Precipitation),которыесравнительно редко генерируют торнадо, но  с ними часто связаны очень сильные осадки и шквалы.

По данным МРЛ, в 18.50 ВВГО на юго-восточной периферии данной конвективной системы  достигла 14 км, и впервые был зафиксирован сильный шквал. Максимального развития она достигла через 10 мин., в 19.00 когда проходила  в районе д. Гаревая. После 19.10 суперячейка разрушилась ориентировочно к востоку от д. Фоки.

На видеозаписи, снятой южнее г. Чайковский, в 18.55 просматривается часть структуры суперячейки, а именно передний фланг нисходящего потока  с низкими провисающими облаками, имеющими разорванный вид (шкваловый ворот), и собственно нисходящий поток с сильнейшими осадками. Причем наблюдается горизонтальный выступ полос падения осадков у земной поверхности, что указывает на наличие сильного шквала

Таким образом, около 18.55 в районе д. Харнавы Чайковского района сформировалась зона осадков чрезвычайно высокой интенсивности и связанный с ней нисходящий поток большой мощности. Он называется  downbarst («взрыв вниз»). Достигая земли, этот поток распространяется во всех направлениях, причиняя сильные разрушения.

Даунбарст формируется при прохождении больших капель или града через сухой воздух. При этом, град начинает таять, а капли испаряться. Этот процесс требует затрат тепла, поэтому окружающий воздух охлаждается. Плотность холодного воздуха, как известно, выше тёплого, поэтому охладившийся воздух в суперячейке резко «падает» на землю в виде даунбарста. Интенсивность этого падения, а следовательно и скорость ветра, напрямую зависят от скорости охлаждения воздуха. Скорость ветра при даунбарсте может достигать 50 м/с, и часто он вызывает большие разрушения [Кибальчич И. Суперячейки. URL: http://meteoweb.ru/2010/phen071.php].

Длина пути разрушительного шквала (даунбарста) составила около 20 км. При скорости перемещения порядка 90 км/ч, он мог проделать этот путь менее чем за 15 мин. Уже в д. Харнавы шквал нанес значительные разрушения, а в 3 км восточнее ее встречаются первые ветровалы (несплошные, на общей площади около 20 га).

В 7,5 км восточнее д. Харнавы и в 8 км западнее д. Гаревая произошло резкое усиление шквала, в полосе шириной 1200 м начался ветровал. В 4,5 км западнее д. Малый Букор ширина полосы разрушений достигает 1,5 км, а ветровал имеет сплошной характер.  Достигнув максимальной силы, шквал по касательной пересек ЛЭП «Воткинская ГЭС-Светлая» между д. Гаревая и с. Малый Букор, в результате чего были повалены или сломаны 12 опор ЛЭП. Далее шквал обрушился на южную часть д. Гаревая, и пересек автотрассу «Чайковский-Сосново». К востоку от д. Гаревая была уничтожена лесополоса, в результате чего дорога оказалась завалена упавшими деревьями. Более значительные завалы произошли на дороге, ведущей в с. Фоки, где также была уничтожена сосновая лесополоса.

За с. Фоки ветер существенно ослабел, однако сильный шквал и град наблюдались также в с. Сосново (12 км восточнее с. Фоки). Но здесь скорость ветра вероятно не превышала 25 м/с, т.к. сплошного ветровала не произошло, в лесополосе вывалены лишь отдельные деревья (около 10%).
 

Выезд на место прохождения шквала в д. Гаревая

23 августа нами проведен выезд в район прохождения шквала (д. Гаревая Чайковского района). Получены свидетельства очевидцев шквала, которые в момент его прохождения находились на даче на западной окраине д. Гаревая, менее чем в 200 м. от того места, где ветром была сломана пополам железобетонная опора ЛЭП.

Место опроса очевидцев (там же они находились в момент прохождения шквала)

Описание очевидцев урагана в д. Гаревая

«Около 18.50 17 августа с западной стороны двигалась туча с низким провисающим краем. При приближении к деревне ее нижний край стал резко опускаться, послышался сильный шум. Налетел сильнейший порыв ветра, начался град. Град был в диаметре около 2 см, и такой интенсивности, что видимость была менее одного метра «ничего не было видно на расстоянии вытянутой руки». Это был не боковой ветер, как обычно при грозе, а сильнейший нисходящий порыв,  давление шло сверху вниз. В момент шквала хозяин дома пытался забрать из сарая собаку, но не смог открыть дверь дома из-за сильнейшего давления на нее снаружи. У соседей кошка от страха пыталась зарыться в землю». Ураган и град продолжались около 5 минут, однако выпало града так много, что он не растаял еще на следующее утро. Градом побило машины. У нескольких соседних домов полностью или частично снесена кровля, фрагменты ее до сих пор разбросаны по селу. Ветром на огороды забрасывало верхушки сосен из лесного массива расположенного рядом (он был полностью уничтожен, сохранились лишь отдельные деревья, преимущественно сухостой). Посевы на огородах  и поля пшеницы в районе Малого Букора также полностью уничтожены градом».
 

Фото последствий шквала в районе д. Гаревая

Еще фото последствий шквала