Смерчи (торнадо) на Западном Урале 7 июня 2009 г.

Смерчи на Урале – достаточно редкое явление. По данным, приведенным в известной работе «Опасные явления погоды на территории Сибири и Урала» (под ред. С.Д. Кошинского), их повторяемость соотносится с повторяемостью шквалов как 1:10. Возможно, данное соотношение занижено, поскольку смерчи практически никогда не фиксируются сетью метеонаблюдений. В то же время, смерчи обладают особой опасностью и разрушительной силой, и поэтому каждый факт их появления в Пермском крае представляет несомненный интерес.

Ветровал от  смерча в Усть-Куломском районе Коми, 07.06.2009 г.

За период с 1980 г., по данным различных источников, в Пермском крае известно о двух случаях смерчей, которые нанесли ущерб, но также не были зафиксированы метеостанциями.10 июня 1993 г. в Большесосновском районе прошел смерч со скоростью ветра 31 м/с (по косвенным оценкам). В результаты были повреждены крыши домов, линии связи и электропередач, десятки га леса. 4 человека получили травмы. 24.05.2007 г. смерч (со скоростью ветра 31-33 м/с) наблюдался в с. Русский Сарс. Были частично разрушены кровли административных зданий и жилых домов, ущерб составил полмиллиона рублей.

Появившиеся в открытом доступе данные космического мониторинга со спутников LANDSATпозволили по-новому взглянуть на оценку повторяемости смерчей в Пермском крае. Поскольку 70% территории Пермского края покрыто леcом, то большинство смерчей, вероятно, также проходит через залесенные территории. При этом, даже слабый смерч оставляет за собой полосу сплошного ветровала. Именно эти следы их прохождения можно выявлять по космическим снимкам. Таким способом, были выявлены еще 7 случаев прохождения смерчей в Пермском крае в период с 2001 по 2012 гг,  наиболее мощные из них наблюдались 7 июня 2009 года.

Первая декада июня 2009 г. оказалась исключительно богата на различные опасные явления погоды на Европейской России. В этот период наблюдалась интенсивная циклоническая деятельность над западной и центральной частью ЕТР, а в теплых секторах циклонов адвекция тропического воздуха с Нижнего Поволжья на Средний Урал (с 4 по 7 июня). В свою очередь, на северо-западе ЕТР, в зоне влияния глубокой высотной ложбины, наблюдалась аномально холодная погода, и даже отмечался мокрый снег.
В зоне прохождения контрастных атмосферных фронтов наблюдались сильные шквалы, град и ливни, а также смерчи. Их появлению способствовало струйное течение на высотах (скорость ветра в средней тропосфере достигала 30-35 м/с), и сильный сдвиг ветра в теплых секторах глубоких циклонов.  Наибольшую известность получил разрушительный смерч, который прошел 3 июня через г. Краснозаводск в Московской области.

В Пермском крае грозы со шквалами наблюдались три дня подряд, с 5 по 7 июня. 4 июня в теплом секторе глубокого циклона, с Нижнего Поволжья поступила порция тропического воздуха, и температура резко повысилась днем до 25-28°. При этом увеличились барические градиенты, и порывы ветра достигали 15-18 м/с.

5 июня, большая часть территории края находилась в тропическом воздухе, в теплом секторе частного юго-западного циклона, а вечером с запада с высокой скоростью сместился полярный холодный фронт. Температура воздуха днем повысилась до +27..+29°. При резком увеличении барического градиента, ветер в дневные часы усилился до 8-12 м/с, в порывах до 15-24 м/с. В Перми днем наблюдался штормовой ветер до 24 м/с. Вечером через западные и центральные районы края проследовал холодный фронт, его прохождение сопровождалось локальными грозами и шквалами до 20 м/с.
6 июня в первой половине дня погоду в Пермском крае формировал небольшой частный антициклон, поэтому сильного ветра не наблюдалось. Однако на высотах сохранялось струйное течение, со скоростью ветра на уровне 500 гПа более 30 м/с. В течение дня преобладала переменная облачность без осадков, на фоне максимальной температуры +26…+29°. Однако вечером с юга сместилась ложбина с полярным теплым фронтом, на котором сформировались волновые возмущения. Значительная неустойчивость воздушной массы, сильный сдвиг ветра на высотах привели к формированию после 20.00 местного времени мощных кучево-дождевых облаков с грозами, градом (диаметр до 30 мм) и сильными шквалами (20-24 м/с). Шквалы прошли к северу и к югу от Перми, на метеостанции Пермь отмечен порыв ветра 20 м/с.

Но наиболее интенсивные конвективные явления наблюдались 7 июня. В этот день погоду на востоке ЕТР определял углубляющийся южный циклон, который сформировался 6 июня на полярном фронте в районе Каспийского моря. Центр циклона смещался с западных районов Татарстана через Кировскую область на Республику Коми. Давление в центре циклона к 12.00 ч ВСВ 7 июня понизилось до 1004 гПа, барическая тенденция была отрицательной (-2,3 гПа/3ч). Большая часть территории Пермского края в первой половине дня оказалась в теплом секторе циклона, куда с южными потоками выносился тропический воздух с температурой на изобарической поверхности 850 гПа до +18°. Максимальная температура воздуха в южных и восточных районах края повышалась до +32°, а в Зауралье до +35°.

Над Удмуртией и Кировской областью располагался меридионально ориентированный холодный фронт с волновыми возмущениями. Фронт характеризовался большими температурными контрастами — на уровне 850 гПа 8-10°, в поле приземной температуры до 14°. Во второй половине дня через центральные и северные районы Пермского края переместился с высокой скоростью частный волновой циклон, сформировавшийся на данном фронте. С его прохождением было связано развитие интенсивной конвекции с ливнями, шквалами, крупным градом и смерчами. К 15.00 ч ВСВ уже вся территория края оказалась за холодным фронтом.

В средней тропосфере над востоком ЕТР господствовал юго-западный воздушный поток в передней части глубокой высотной ложбины, ось которой была ориентирована с Кольского полуострова на Среднюю Волгу. Высотная фронтальная зона проходила со Среднего Поволжья на Северный Урал, территория Пермского края находилась на ее антициклонический стороне, в зоне расходимости изогипс. Расходимость воздушных течений в средней тропосфере, на фоне сходимости в пограничном слое, способствовала развитию конвекции.

По данным радиозондирования атмосферы в Перми в 12.00 ВСВ 7 июня, в средней тропосфере максимальная скорость ветра достигала 27 м/с (на уровне 554 гПа), а сумма скоростей ветра на поверхностях 850, 700 и 500 гПа составляла 58 м/с. Сдвиг ветра в момент радиозондирования в 12 ч ВСВ отсутствовал, так как в этот момент первый холодный фронт уже прошел через Пермь, и в приземном барическом поле сказывалось влияние слабого промежуточного гребня. Однако в теплом секторе циклона в северных районах края, в приземном слое сохранялся подток с юго-востока теплого воздуха, в то время как ведущий поток на высотах имел юго-западное направление.

По данным МРЛ, установленного в аэропорту Большое Савино, в период с 15.00 по 19.00 местного времени над территорией Уральского Прикамья развивалась интенсивная конвекция. Конвективные ячейки с градом и высотой верхней границы радиоэха 13 км зафиксированы в районе Большой Сосновы, Лысьвы, и западнее Кудымкара.
Во второй половине дня 7 июня 2009 г. сразу на нескольких метеостанциях Пермского края были зафиксированы опасные конвективные явления. На метеостанции Большая Соснова в 11.03 ВСВ выпал град диаметром 33 мм. По данным МРЛ, в этом районе наблюдалась конвективная ячейка с градом и высотой верхней границы радиоэха 13 км, которая смещалась в направлении Верещагино. На метеостанции Верещагино в период между 11.00 и 12.00 ВСВ наблюдателем зафиксирован смерч, который мог быть связан с той же конвективной системой. На гидропосту Усть-Игум отмечен шквал 25 м/с. В Усольском районе (по результатам обследования, проведенного начальником МС Березники) прошел шквал со скоростью ветра не менее 27 м/с. В Лысьве и Березниках наблюдались шквалы 19-20 м/с, и град, в Перми – шквал 20 м/с, в Ножовке – шквал 24 м/с.

По данным ДЗЗ, на территории Гайнского и Юрлинского районов, и сопредельных районов Республики Коми, выявлены сплошные ветровалы, на общей площади более 2,5 тыс. га. Все контуры ветровалов верифицированы по снимкам высокого разрешения SPOT-5 за май-июль 2011 г. Большая часть ветровалов имеет смерчевое происхождение. Ветровалы впервые обнаружены на снимке LANDSAT за 20.06.2009 г., по снимку за май 2009 г. ветровалы не выявлены. Сопоставив данные об ущербе от ОЯ в Гайнском районе 07.06.2009 г., с полученными контурами ветровалов, можно утверждать, что на исследуемой территории прошло не менее трех смерчей, общая протяженность полос ветровала от них превышает 90 км. Контуры смерчевых ветровалов июня 2009 года попадают практически на одну прямую линию. Таким образом, все они могли быть связаны с прохождением одной конвективной системы суперячейкового типа.
Первый смерчевый ветровал зафиксирован в западной части Юрлинского района, длина его составляет 14 км, а ширина до 200 м.

Рис. 1. Ветровал от смерча в Юрлинском районе

Наиболее мощный смерч прошел по территории Гайнского района. Ширина полосы ветровалов, связанной с ним, составляет от 100 до 600 м., длина – 42 км, площадь ветровала 1263 га (с резким преобладанием сплошного повреждения растительности). Второй смерч был намного сильнее первого уже в начале своего пути (рис. 2). Вблизи р. Кама к нему "присоединился" второй торнадо, и общая ширина полосы разрушений превысила 500 метров (рис. 3). Такие торнадо более характерны для США. Перейдя р. Кама смерч частично уничтожил массив темнохвойного леса на острове. Именно здесь особенно хорошо видно, что шквал не мог нанести подобных разрушений.

рис. 2. Начала смерчевого трека в Гайнском районе


рис. 3. Место формирования второго смерча и их слияния вблизи р. Кама у пос. Кебраты



Рис. 4. Место перехода смерча через р. Кама, где был "разрезан" лесной массив на старичном острове

Смерч прошел в непосредственной близости от пос. Кебраты и Шордын, в которых было повреждено около 20 домов.
Северо-восточнее пос. Шордын полоса ветровала разбивается на несколько фрагментов, которые также характеризуются сплошным характером повреждений. В районе пос. Лель Гайнского района образовался еще один мощный торнадо, который прошел менее 10 км, но полоса разрушений от него имеет ширину более 300 метров (рис. 5). Это наиболее северный фрагмент ветровала в пределах Пермского края.

Рис.5. Ветровал на севере Гайнского района

На несколько десятков км севернее, в Республике Коми, сформировался еще один смерч, длина пути которого достигает 40 км. Полоса ветровала в хвойных лесах местами достигает ширины 0,5-0,6 км. Общая площадь ветровала около 1000 га.  Это был наиболее мощный из смерчей, наблюдавшихся в 2009 г. Ширина полоса ветровала и сплошной характер повреждений дают возможность предположить, что его интенсивность могла быть сопоставима со знаменитым Ивановским смерчем 9 июня 1984 г. К счастью, от этого смерча, в отличие от торнадо 1984 г.,  пострадавших не было.

Рис. 6. Начало смерчевого трека в Усть-Куломском районе



Рис. 7. Смерчевый ветровал в зоне максимальной ширины полосы повреждений

Случай образования нескольких смерчей большой интенсивности в северных районах Пермского края 7 июня 2009 г. является уникальным, и заслуживает более подробного исследования. Ущерб от смерчей был незначителен лишь по причине того, что они наблюдались на малонаселенной территории. Хотя в зоне прохождения разрушительного торнадо мог оказаться и пос. Гайны, и другие крупные населенные пункты севера Пермского края.