Сильнейшая гроза в Челябинской области 19 июля 2011 года

Автор: Андрей Шихов (г.Пермь)
Опубликовано 07-08-2011

Вечером 19 июля (после 21.00 местного времени), на городок Карталы, расположенный в юго-восточной части Челябинской области (к юго-востоку от Магнитогорска вблизи границы с Казахстаном) обрушилась сильнейшая гроза с мощным ливнем. За 50 минут на местной метеостанции выпало 34 мм осадков. Очевидцем этой необычайной по интенсивности грозы стал участник Метеоклуба LightningKY, ему же принадлежат фотографии этого удивительного погодного явления. Во время грозы было темно как глубокой ночью. Судя по фото №1, кучево-дождевое облако имеет все признаки суперячейки. Также, со слов жителей пос. Анненское, что северо-западнее (18км) г.Карталы, 19.07.2011 также наблюдался сильнейший продолжительный ливень, но уже с градом (со слов жителей, чуть меньше куриного яйца).

Анализ синоптических условий, способствовавших формированию сверхмощных гроз над Южным Зауральем 19 июля 2011 года. В первой половине дня 19 июля в высотном барическом поле (АТ-500, АТ-700) Южное Зауралье находилось на северо-восточной периферии обширного, но не очень мощного высотного гребня. Высота геопотенциала АТ-500 на ближайшей станции радиозондирования (28952, Кустанай) составляла 5740 м. На высотах господствовали слабые ветра северо-восточных направлений, максимальная скорость ветра (10 м/с) отмечалась на уровне АТ-700.

Через сутки, утром 20 июля, произошло усиление высотного гребня и некоторое смещение его на запад, а по восточной периферии гребня на Южный Урал распространился более холодный воздух с северо-запада. На карте АТ-500 за 00 UT 20 июля видна область расходимости изогипс несколько южнее Кустаная, в этой области и отмечалась интенсивная конвекция (расходимость изогипс в средней тропосфере при сходимости течений в пограничном слое является одним из важных условий способствующих возникновению сильных гроз).

Температура на поверхности 850 гПа на станции Кустанай составляла +14° как 19-го, так и 20-го июля. Севернее, в Кургане и Екатеринбурге, Т850 20 июля снизилась на 2-4 градуса после прохождения полярного холодного фронта, который 19 июля как раз проходил через Челябинскую область.

Как мы писали в предыдущих обзорах, с прохождением полярного холодного фронта с волнами 18-19 июля были связаны сильные ливни в Пермском крае (выпало до 43 мм осадков). Этот холодный фронт перемещался очень медленно, и уже к утру 19 июля связанная с ним ложбина в основном заполнилась. Но в зоне фронтальной волны, над югом Пермского края, Свердловской области и севером Башкирии даже ночью сохранились скопления кучево-дождевых облаков с зонами интенсивных осадков. Конвективный кластер, с температурой ВГО ниже –50 градусов, прошел днем 19 июля вдоль южной границы Пермского края по линии Чайковский-Красноуфимск, но сильных ливней метеостанции в этом районе не зафиксировали.

За холодным фронтом, в умеренной воздушной массе еще 18 июля над Архангельской областью возник антициклон и начал усиливаться, смещаясь на восток. Уже к утру 19 июля влияние этого антициклона с давлением в центре 1019 гПа распространилось на весь Средний Урал, и осадки здесь прекратились, давление начало интенсивно расти, облачность уменьшилась, ветер сменился на северо-восточный. Линия холодного фронта у земли проходила в слабовыраженной замаксированной ложбине вдоль южной периферии антициклона, через север Башкирии и юг Свердловской области. Утром в зоне фронта также наблюдался слабый рост давления, что указывало на его размывание. Но за счет высокой влажности воздуха фронт сохранял активность.

В течение дня над Челябинской областью сформировалась фронтальная волна. Она хорошо видна на кольцевой карте за 09 UT и в поле ветра, и в поле барических тенденций перед фронтом они отрицательные, до –1,3 гПа/3ч. В предфронтальной зоне воздух прогрелся к этому времени до +27...+30°, что способствовало развитию гроз. К вечеру фронт значительно сместился на юго-восток и вышел за пределы территории, показанной на данной карте. На это указывает смена направления ветра на метеостанциях на северное, и рост атмосферного давления, достаточно быстрый при грозах, и медленный в зафронтальной зоне. В ночь на 20 июля Челябинская область оказалась уже под влиянием антициклона.

МС Карталы в течение дня 19 июля оставалась в предфронатльной зоне, при этом намечавшийся утром слабый рост атмосферного давления днем сменился его падением, что было связано с формированием волны на полярном фронте. В течение дня атмосферное давление снизилось с 1009,7 до 1007,3 гПа. Максимальная температура воздуха днем 19 июля составила +29,2°. При прохождении грозы, которую метеостанция отметила в срок 00 ч. 20 июля атмосферное давление резко выросло. Ветер в теплом секторе волны сменил направление на западное, а затем вновь на северо-восточное при прохождении фронта. Шквала при грозе зафиксировано не было, но выпало 34 мм осадков. На соседних МС Бреды, Магнитогорск и Красноярское осадки при прохождении фронта были слабыми (0-7 мм). 20 июля, в зафронтальной умеренной воздушной массе, максимальная температура на МС Карталы составила +23,2°.

Анализ данных радиозондирования за 12 UT по станции Кустанай

По данным радиозондирования на станции Кустанай, днем 19 июля в предфронтальной зоне отмечалась умеренная конвективная неустойчивость атмосферы. В пограничном слое воздух был относительно сухой (дефицит точки росы 10-15°). Слой влажного воздуха, с дефицитами 3,5-6 градусов, располагался между уровнями 850 и 766 гПа, выше снова влажность значительно снижалась.

Суммарный дефицит точки росы на уровнях 850, 700, 500 гПа составлял 27°. Такое значение считается неблагоприятным для развития гроз, но вместе с тем для тропической воздушной массы или перегретой ЮУВМ является вполне характерным. По меркам степной зоны, влажность воздуха в приземном слое была достаточно высокой (Td+15°), что способствовало развитию конвекции.

Весьма значительным был и вертикальный градиент температуры, в слое земля – 500 гПа в среднем он составлял 0,7°/100 м. При этом существовали задерживающие слои 850-843 гПа и 766-738 гПа с изотермией. При разрушении этих слоев изотермии конвекция могла развиваться взрывным образом.

Значение индексов неустойчивости следующие: Lifted Indeх –3,06°, CAPE 852,3 J/Kg, K index 29,1, индекс опасных конвективных штормов SWEAT 165,3. То есть основным фактором способствующим развитию конвекции были большие вертикальные градиенты температуры, а не высокая влажность, к которой особенно чувствителен индекс Вайтинга. По совокупности данных индексов неустойчивости следовало ожидать умеренные и сильные грозы без шквалов. Шквала не было еще и потому, что скорость ветра на высотах была очень низкой, не более 5 м/с. Причем ветер дул с разных направлений, т.к у земли сказывалось влияние фронтальной волны, а на высотах в общем преобладали ветра северной четверти, которые в зоне расходимости изогипс были очень слабыми и разнонаправленными.

В целом многие условия, необходимые для развития суперячеек, реализованы не были (отсутствовал сильный ветер на высотах и сдвиг ветра, необходимый для формирования мезоциклона). Но другие условия, прежде всего наличие динамического фактора (холодный фронт с волнами) и значительная неустойчивость предфронтальной массы способствовали развитию сверхмощных гроз в этом обычно весьма засушливом регионе

Спутниковые данные

Нам удалось найти только один снимок NOAA достаточно высокого качества за вечерний период 19 июля. Снимок был сделан в 14.18 UT спутником NOAA-19. На снимке к югу от Челябинска наблюдается скопление кучево-дождевых облаков связанное с волной на фронте. Наиболее мощные и высокие облака, с температурой верхней границы ниже -55 градусов, расположены в южной части скопления. По данным радиозондирования, тропопауза располагалась на высоте 11680 м, при температуре -56,9. Вероятно, не меньше этого значения была и высота ВГО, причем в момент максимального развития конвекции мог наблюдаться и пробой тропопаузы.

Назад в раздел