Bow Echo 25 januari 2014

Door toedoen van een afzakkende trog vanuit het NW is er langs de grenslaag aan het oppervlak een buienlijn gevormd waaruit een stevige Bow-Echo is ontstaan (een gebogen buienlijn in boogvorm).

Een buienlijn buigt door als er aan de achterkant van de lijn een Jet situeert die de "Rear inflow jet" wordt genoemd en indien intens genoeg de buienlijn naar voor kan doen doorbuigen.

De GFS reanalysis van 25 januari om 18Z toont ons een strak 700mb windveld (op ongeveer 3km) met een embedded jetstreak waarbij de hoge windsnelheden tot in West Vlaanderen (BE) en Zeeland (NL) te vinden zijn.

De interne airflow van het systeem spant de 700mb windvectoren harder aan zodat de buienlijn in het bow-echo proces naar voor wordt gedrukt en begint door te buien waardoor de "bow echo" zijn vorm krijgt. Eénmaal dit gebeurt beginnen we te spreken van de "Rear inflow jet (RIJ)"

Wanneer deze RIJ de rij met buien tegenkomt wordt die omwille van de aanwezige neerslag naar beneden getransporteerd waardoor er hevige windstoten optreden met de eventuele schade tot gevolg (zoals het geval was bij deze event).

Het zien van een bow-echo op radar is omwille van die reden een indicator van hevige windstoten.

Als we kijken naar de pre-convectieve omgeving zien we voor de trog uit een tong met hogere Theta-E waarden waarbij de wind aan het oppervlak vanuit een zuidelijk component beweegt terwijl de airflow aan het oppervlak links van de trough-base vanuit het WNW tot NW komt.

We zien een textbook-opstelling van een trogpassage waarbij de verschillende luchtmassa's in het systeem goed van elkaar te onderscheiden zijn. De drogere luchtmassa die vanuit het WNW tot NW komt binnengestroomd dient als ingrediënt voor de lift en toont omwille van zijn gradiënt in de Theta-E waarden frontale features.

Ook toont het 500mb contourenveld duidelijk de divergerende airflow door de uiteenlopende stippellijnen vertrekkend van de trog-basis naar rechts. Dit gegeven wordt "upper level divergence" genoemd. Hierdoor zien we op 500mb (ongeveer 5-6 km hoog) lucht die uit de kolom verdwijnt boven de plaats waar de vochtige luchtmassa zich bevindt. De co-locatie van het sterkste theta-E gradiënt en de upper level divergence is de plaats waar de meeste actie zich ontplooit.

Dit omdat upper level divergence door de natuur wordt beantwoord door low level convergence. Waar in een kolom lucht er bovenaan verdwijnt moet er onderaan worden toegevoerd.

Omwille van de sterke advectie van positieve vorticiteit (PVA) werd er extra lift gecreëerd om het systeem te onderhouden ten tijde van aankomst aan de Benelux.

De vorticiteitsadvectie is te zien aan de windvectoren die de translatie van de vorticity-lobes accentueert. In samenspraak met de gunstige ligging van de 700mb, 500 en 250mb Jet die op zijn beurt aan de linker-uitgang ook PVA genereert, zoals duidelijk in het eerste watervapor image in deze bespreking, hebben we de nodige forcing van de buien ontplooid (een volledige bespreking van PVA komt binnenkort als artikel online).

Op radar zien we duidelijk de locatie waar de Rear inflow jet richting het oppervlak raast aan de "Rear inflow notches" (RIN) aan de achterkant van de buienlijn (afbeelding van Belgocontrol).

Een half uur later vinden we het inklappen van de bow-echo tot de comma-head en zien we duidelijk de dominante noordelijke Book-end vortex terwijl de situatie eenmaal boven de Benelux niet meer indicatief was om onweersbuien te ontwikkelen en/of te onderhouden waardoor zoals verwacht het systeem in enorm snel tempo zou afzwakken.

Ook opmerkelijk zijn de lagere cloudtops die met deze bow echo gepaard gingen... Een sterk gevolg van de verwachte afwezigheid van de CAPE aangezien er geen echt hoge verticale wolkengroei kon worden gegenereerd.

De reflectiviteitswaarden (afbeelding Belgocontrol) tonen dit ook heel goed. We zien een max neerslagwaarde rond de 10 mm/uur, dus echt stevige convectie zoals supercels lijken op dat tijdstip uit den boze. Zelfs de onweersactiviteit ging er zoals verwacht aan een spoed-tempo op achteruit waardoor het gevaar snel geweken was.

Om die befaamde neerdalende luchtstroom (RIJ) te illustreren heb ik een verticale doorsnede gemaakt dwars langs de bow echo die in een noord-zuid richting de trogbasis kruist zodat we die kunnen linken aan de oorsprong van de RIN-features op bovenstaande radarbeelden.

Op het watervapor image zien we zoals gewoonlijk bij zulke situaties een sterke darkzone wat duidt op neerdalende lucht die mooi overeenkomt met de locatie van de schade-as Ieper- Moorsele- Rekkem- Kortrijk.

De blauwe lijn toont ons de locatie van de N-Z georiënteerde verticale doorsnede die op de volgende afbeelding de windsnelheid toont over de gehele lijn. We zien dat het midden van de doorsnede-as (cyan lijntje) overeen stemt met de locatie waar het donkerste stuk van de darkzone op watervapor zich situeert.

Als we dit gegeven linken aan de doorsnede zelf en de locaties van de sterkste RIN in acht houden (Ieper- Moorsele- Rekkem- Kortrijk) zien we een sterke correlatie met de plaats waar op de dwarsdoorsnede de hoge windsnelheden richting het oppervlak zakken.

Op het vergroot & verticaal gestretched stukje van de regio rond het midden van de dwarsdoorsnede zien we duidelijk de trechtervorm van hogere windsnelheden hoe dichter bij het aardoppervlak. Daarop zien we de dry intrusion van het systeem (dat als shortwave begon) en de locatie van een mogelijke Rear inflow jet.

Het lijkt een veilige veronderstelling dat er tussen de Dry intrusion (darkzone op watervapor) en de Rear inflow jet bij deze event een verband lijkt te zijn. Mogelijks was de rol van Rear inflow jet door de sterkte van de dry intrusion ingevuld en/of gemoduleerd.

... Wat op zijn beurt dan impliceert dat deze buienlijn (met Line echo wave pattern: meerdere bow-echo features langs éénzelfde buienlijn) niet alleen voortbewoog omwille van zijn eigen gustfront, maar dat de dry intrusion heeft meegeholpen om hoge windsnelheden naar het oppervlak te brengen en zo de buienlijn naar voor te duwen.

Als er zich een tornado zou voorgedaan hebben zou dit in de buurt van de embedded book-end vortices kunnen geweest zijn en als "leading-edge vortex" ontsprongen waardoor we mogen spreken over een QLCS-tornado event daar supercels in een LEWP situatie volgens studies heel zeldzaam zijn. Een doordachte damage survey in combinatie met de doppler beelden kunnen uiteindelijk uitmaken hoe de situatie is gelopen.

Hierdoor kunnen we concluderen dat de windschade vermoedelijk afkomstig is van geconcentreerde valwinden die aan de basis liggen van een gevormde bow-echo (al dan niet met leading edge gustfront-mesovortices) mogelijk gemaakt door een voorwaartse push van een mogelijke dry-intrusion-RIJ interactie waarbij het SEVIRI watervapor beeld in combinatie met de gedetailleerde radarbeelden afkomstig van Belgocontrol gelinkt zijn aan de GFS reanalysis data en zo de basis zijn van deze bespreking.