Op 27 juli 2013 zijn er 2 onweerscomplexen over de Benelux getrokken met een hoge bliksemintensiteit en veel neerslag op korte tijd waarbij het tweede MCS over een relatief breed traject windschade heeft veroorzaakt. Aan de rand van het QLCS gustfront van het tweede systeem, dewelke u zodra zult opmerken, hebben wij deze dag een enorm smalle strook gedocumenteerd waarbij de schade veel sterker en gefocust was.
In dit artikel behandelen we dat tweede complex en bespreken we de QLCS-eigenschappen gebruik makend van de radarbeelden beschikbaar gesteld door Meteox en Belgontrol en linken we deze aan de GFS reanalysis data dewelke ons werd geleverd door NCEP/NOAA (National Center for Environmental Prediction/National Oceanographic & Atmospheric Administration).
We beginnen met een synoptische situatie.
We zien boven West-Europa een klassieke noodweer-setup waarbij de features van de "Spaanse Pluim" zich onmiskenbaar aanmelden. We zien een diepe trog met een grote amplitude ten westen van Europa waarbij de 250mb Jet zich langs de trogbasis richting het noorden krult en zo langs de Benelux trekt.
Ook zien we de golvende natuur van de 500mb geopotentiële hoogte-contouren waardoor verscheidene shortwave-impulsen te zien zijn.
We volgen de top-down methode, dus gaan we lager in de atmosfeer kijken richting de mid-levels waar de Spaanse-pluim features zich verder manifesteren waarbij de warme luchtmassa, te zien in het 700mb Theta-E veld, zich duidelijk via Spanje richting het noorden heeft verplaatst.
Steeds dieper kijkend richting het oppervlak zien we aan de hand van het gradiënt in de relatieve vochtigheidsgraad op 2m eigenschappen van een dryline dewelke als focus dient voor de convectie die zich op bovenstaande afbeelding manifesteert langs het sterkste theta-E gradiënt.
De 10m windvectoren tonen ook passend aan dat deze droge en vochtige lucht naar elkaar toe worden gedrukt met frontogenesis als resultaat, waarlangs de convectie werd getriggerd. Ook tonen de 10m windvectoren een surface-low boven het noorden van Frankrijk dewelke richting het NO trekt en daarmee ook deze boundaries met zich mee sleurt.
Terwijl de forcing verantwoordelijk voor de convectie gestaag richting de Benelux advecteert heeft er zich gedurende de dag een sterk onstabiele luchtmassa opgebouwd, waarbij waarden van 2500 tot 3000 J/kg te vinden zijn langs de Belgisch-Franse grens.
Alles lijkt in plaats te zijn om een gestuctureerde onweersituatie te ondersteunen, getuige de convectie die reeds vroeg op de dag is ontstaan in het westen tot noordwesten van Frankrijk. Het was enkel een kwestie van tijd vooraleer de Benelux terug aan de beurt kwam.
We zien de 950-500mb shearvectoren nagenoeg parallel met het CAPE-gradiënt lopen dus weten we dat de convectie zich naar alle waarschijnlijkheid zou ontplooien met een lineair karakter.
De sounding in de volgende afbeelding toont het sterk-veerende windprofiel met sterke windschering zich in de onderste helft van de troposfeer bevindt, ruwweg tussen het oppervlak en 6km hoog en spreekt over de regio nèt iets voor de boundary (dryline-achtige feature) die we bekeken hebben.
Zulk profiel ondersteunt zonder meer supercels aangezien de windschering en de CAPE meer dan voldoende zijn. En zo was het ook in de realiteit want dat precieze tijdstip zaten wij achter een supercel aan die zichzelf richting de Benelux advecteerde en liep iets voor het QLCS uit.
De volgende afbeelding illustreert dit passend, waarbij de lange inflowtail parallel met de baan hangt en richting de enorme corkscrew updraft trekt.
Deze cel hebben wij dan met onze groep gevolgd tot in België waar ze net voor de Belgisch-Franse grens in de lijn werd geïntegreerd en haar supercel-eigenschappen aan een snel tempo kon verliezen.
Maar dat wil niet zeggen dat alle gevaar daardoor is geweken...
We hebben in het artikel "Bow-Echo's & Mesovortices" het systeem uitgelegd hoe een QLCS of Quasi Linear Convective System de sterkste schade verwezenlijkt a.d.h.v. onderzoeken door oa. Atkins in 2005, Atkins & S.T. Laurent in 2009 die voorgaat op onderzoeken door niemand minder dan Fujita en Trapp & Weisman,...
Via conceptionele modellen hebben wij aangetoond dat er naast elke uitstulping langs het QLCS gustfront mesovortices ontstaan die de schade kunnen lokaliseren en/of de parent-cel zijn van een QLCS tornado die zich aan de voorzijde van een QLCS gustfront manifesteert.
Nu zullen wij de laatste theorieën van Atkins 2005 & Atkins-S.T. Laurent 2009 aan de praktijk toepassen en bekijken wij de radarbeelden boven België éénmaal de supercel al enige tijd is geïntegreerd, haar eigenschappen (vermoedelijk) heeft verloren en nu onderdeel van het QLCS is geworden.
Bovenstaand radarbeeld toont ons de golvende natuur van het QLCS en illustreert de sterke buiging van de buienlijn, gemoduleerd door de intense RIJ (Rear inflow jet). Deze RIJ intrusie ligt aan de basis van de uitstulping die aan de voorkant van de reflectiviteit te zien is, en genereert een sterke inflownotch. De creatie van een mesovortex hoort dus zeker tot de mogelijkheden... Sterker zelfs: we kunnen zeggen dat de creatie van een mesovortex een waarschijnlijkheid is.
Het onderzoek van Atkins & S.T. Laurent leert ons dat er langs de sterkste RIJ intrusie en de sterkste uitstulping mesovortices worden gecreëerd die zich aan de rand van het gustfront manifesteren.
De onderstaande afbeelding illustreert dit gegeven waarbij we iets later in het CAPPI beeld duidelijk een dipool zien ter hoogte van 0,5km. Ook zien we dat deze couplet zich langs de rand van de RIJ geïnduceerde downburst bevindt, waardoor de waarschijnlijkheid van een mesovortex omhoog wordt gekrikt.
Als we de Azimuth tot aan de rood-blauwe dipool trekken kunnen we duidelijk de inbound & de outbound-wind van elkaar scheiden waardoor de natuur van de dipool duidelijk wordt. De oriëntatie van de dipool staat duidelijk loodrecht op de azimuth-angle dus weten we dat dit geen lokale downburst is maar overduidelijk rotatie is waarbij de rechterkant sterke inbound wind voorstelt (richting de radar) en de linkerkant overduidelijk outbounds (weg van de radar).
De locatie van de dipool t.o.v. het gustfront dewelke zich toont door de band met inbounds die naar het blauw aanleunen (hogere inboundsnelheden) lijken een voorbeeld te zijn van een cyclonale mesovortex die langs de rand van het QLCS gustfront gegenereerd werd.
Ook zien we dat de rotatie veel minder sterk is op 1km hoogte wat de onderstaande afbeelding mooi aantoont. Het betreft hetzelfde CAPPI product: de radiale snelheid, maar dan vastgepind op 1km hoog.
We zien een duidelijke vermindering in de dipool structuur. In die mate dat we moeilijker van een dipool kunnen spreken wat de veronderstelling opwekt dat de rotatie enkel in de lage niveaus terug kan gevonden worden.
Dit is terug een feature die door het Atkins onderzoek werd naar voor gebracht. Een sterke vermindering in rotatiesnelheid hoe hoger in de atmosfeer.
Als we de rotatiesnelheden vergelijken met de tornadische vortices die in het Atkins onderzoek werden vastgesteld kunnen we concluderen dat de snelheden van 11 tot 12 m/s ruimschoots werden behaald. De dipool toont ons overduidelijk inbounds tot 30 m/s met outbounds die 20 tot 25 m/s halen.
De couplet met de inbounds en outbounds zijn zo sterk dat de gedachte van een tornado-event niet ver uit te zoeken is. Zeker als we de schade bekijken.
Toen het Gustfront ons begon te naderen hebben wij vlug dekking gezocht want met de neerslagintensiteit, de hevige wind en de rondvliegende takken mochten we gewoon niet meer verder gaan. Het werd ronduit te gevaarlijk.
Na afloop vonden we onderweg naar de autosnelweg gestaag meer en meer sporen van schade terug, waaronder het gros afgeknapte takken & stukken van bomen.
Eénmaal op de autosnelweg werd het duidelijk dat de omvang van het schadegebied relatief groot was. Over het volledig traject van de autosnelweg vonden we takken met verscheidene diameter gaande van een centimeter tot veel dikkere exemplaren en belandden in beide rijrichtingen op de rijbanen.
Eén plek daarentegen trok unaniem onze aandacht en situeert zich rond een brug. Langs de volledige rechterflank van de autosnelweg stond een rij bomen waarvan takken en blaren op de autosnelweg zijn beland maar 1 héél smalle strook van die bomen had veel sterkere schade waarbij de vraag omhoog kwam gedreven of hier niets meer aan de hand was.
Terwijl de algemene schade uit afgeknapte takken bestond zien we in bovenstaande afbeelding dat over een heel smal spoor de schade veel sterker was en dat enkel deze bomen volledig afgeknapt/gestript waren... wat impliceert dat er plaatselijk veel sterkere windsnelheden waren. Ook vonden we iets schuin aan de overkant van de autosnelweg hetzelfde fenomeen terug.
De schaal waarop deze sterkere windschade zich manifesteerde was zo smal dat (met het onderzoek van Atkins 2005 & 2009 in het achterhoofd) het idee naar boven kwam dat dit mogelijks een QLCS mesovortex event was en dit mogelijks tornadoschade is dewelke met de eventuele mesovortex gepaard ging.
Dus vonden wij het nodig deze foto's te nemen om achteraf een onderzoek te doen naar de mogelijke oorzaak van de schade en de manifestatie van dit smal schadespoor.
Daarbij hebben wij de nodige instanties gecontacteerd met de vraag of het mogelijk was ons enige radarinformatie te voorzien om deze event te documenteren en na te gaan of hier daadwerkelijk een mesovortex, zoniet een tornado is gepasseerd.
We hebben getracht om ten zuiden van de autosnelweg te gaan onderzoeken hoe de schade daar was maar een omgewaaide boom belette ons dit te doen door de baan te blokkeren zodat we ons schade-onderzoek niet verder konden zetten.
Enkele onzekerheden die wij niet kunnen natrekken zijn de daadwerkelijke diepte waarin deze rotatie te vinden was aangezien wij van Belgocontrol enkel 2 hoogtes hebben ontvangen (0,5km & 1km). Ook weten wij daardoor niet of de supercel die wij hebben gevolgd daadwerkelijk al haar eigenschappen heeft verloren. In principe zouden wij de mid-levels op rotatie moeten nakijken om na te gaan of daar rotatie te vinden is alhoewel de ongedefiniëerde couplet op het 1 km CAPPI beeld ons meer in onze huidige denkpiste stuurt.
Is die rotatie toch in de mid-levels te vinden groeit de mogelijkheid sterk dat er nog steeds supercellulaire buien in dit QLCS aanwezig waren wat een bom onder de RIJ/mesovortex hypothese legt. Deze mogelijkheid is niet te ontkennen daar we alvast hebben opgemerkt dat er meer dan 1 supercel tekeer ging voor het QLCS zijn lineaire vorm boven de Benelux aan nam. Eén daarvan is deze hierboven met de blauwe tint (verantwoordelijk voor de kurkentrekker-updraft die eerder in dit artikel werd vermeld).
Een 2e exemplaar die wij deze dag hebben opgemerkt vind je hieronder.
Een RHI dwarsdoorsnede dwars door de neerslagzone (door de boogfeature) lijkt de beste optie om de hypothese in dit artikel te bevestigen.
Vandaar dat we duidelijk moeten stellen dat deze denkpiste gebaseerd is op enkele veronderstellingen omdat wij jammer genoeg niet over alle data beschikken om ècht zeker te zijn van deze stelling.
Hoe dan ook lijken de velocitybeelden in combinatie met de besproken schade deze denkpiste te bevestigen (tornadische mesovortex).
De aanvraag om de ruwe data te mogen inkijken met onze interne tools werd ons jammer genoeg geweigerd.
Met dank aan de gezamenlijke samenwerking van de collega's tijdens deze fysiek en mentaal afmattende 3-daagste trip.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten