Door de ruimtelijke evolutie van de convectieve omgeving te benaderen kunnen forecasters op een efficiënte manier hun beslissingen nemen omdat ze op die manier meer kennis verwerven over hoe het scenario zich zal uitspelen.
Het onderzoeken wat precies het gevaar zal zijn bij een komende noodweersituatie is een proces dat geen einde kent en kan niet als éénmalige actie worden aanzien. Veel van de technieken die in dit artikel worden behandeld zijn doorheen de volledige convectieve event toe te passen. Zeker voor stormchasers is dit een interessante topic omdat chasers gemakkelijk hun alertheid en overzicht kunnen verliezen éénmaal de onweersituatie zich ontplooit.
In het benaderen van noodweer-events kan bovenstaande flowchart van hulp zijn. Als stormchaser zoekt men best eerst uit wat de convectieve modus van de event is waarna men de juiste methode en tools kan uitkiezen om aan de gedetailleerdere benadering te beginnen. Aangezien er nowcast-tools in het diagram zijn vermeld zoals radar en satelliet heeft het volgen van het diagram het grootste nut tijdens de onweersituatie en net voor het onweer losbarst.
De belangrijkste taken in de anticipatie van de event wat op zijn beurt dan gemakkelijker leidt naar de juiste respons en beslissingen zijn hieronder in een flowchart gegoten.
In het forecasten op korte termijn is dit de meest gehanteerde werkwijze. We bekijken eerst of we in het synoptisch patroon herkenbare patronen kunnen vinden. Daarna evalueren we de omgeving om de locatie en de timing van de onweersituatie te anticiperen. Daarna volgt een benadering van de meest waarschijnlijke scenario's gevolgd door hoe de onweersituatie zal evolueren.
Onthoud: we hebben het in dit artikel over de "short-term forecasts", met andere woorden 0 -6 uur voor de event begint. vb. We weten dat het gaat onweren, de weerdiensten hebben hun forecasts gemaakt en het KMI/KNMI staan over heel de Benelux op "oranje of rood" bij wijze van spreken. Het is op dit moment dat menig chaser begint na te denken... "Wat is mijn chase-target?".
Om die vraag te beantwoorden dienen we dus eerst uit te maken wat er tijdens het chasen te wachten staat. En daar draait dit artikel om.
Ziet ons synoptisch patroon er zo uit?
Indien we een synoptische setup hebben analoog aan deze, wel, dan mogen we in het gearceerd gebied ferme onweersbuien verwachten met supercels & tornado-activiteit. Het synoptisch patroon is onder de chasers beslist niet onbekend. Het is dan ook het patroon indicatief aan een tornado-outbreak, opgemaakt door Barnes & Newton in 1983.
We zien een sterke kruising tussen de LJ (low level jet), de SJ (subtropical jet) en PJ (of de polar jet). Mooi gepositioneerd in de warme sector van een evoluerende cycloon. Volgens het onderzoek van Newton blijkt dat de meeste tornado-outbreaks ten noorden van die subropische jet plaatsvinden.
Een ander veel voorkomend patroon is deze van Johns, 1993. Bij dit patroon vinden we eerder bow-echo's, derecho's en mesovortices. We zien een klassieke, sterk geforceerde synoptische omgeving die regelmatig bij een extratropische cycloon voorkomt. Dit patroon is onderheven aan de hele waaier aan CAPE, afhankelijk van het seizoen. De systemen zijn regelmatig samengaand met droge midlevels.
Merk op dat het patroon gelijkenissen vertoont met het vorige van Barnes & Newton, 1983. Het verschil zit hem in de hoek tussen de Low level jet en de Polar jet. Ze hebben een groter parallel component, waardoor de hodogram een minder prominente curve zal hebben.
Bovenstaande en onderstaande situatie zijn de meest voorkomende setups in West Europa en de Benelux.
Een Spaanse pluim is in wezen te vergelijken met een serie van setups, analoog aan bovenstaand patroon van Johns (1993) waarbij we een trog hebben in de ZW regio van de Golf van Biscaje en de polar jet in een hoge amplitude noordwaarts trekt.
In plaats van gekoppeld te zijn aan een extratropische cycloon hebben we hierbij meer te maken met een aaneenschakeling van surface-lows. De uitlijning tussen de polar jet en de low level jet (indien aanwezig) is hier ook beter dan het Barnes & Newton model van 1983, wat op zijn beurt een van de redenen is waarom echte tornado-outbreaks in Europa minder frequent zijn dan in de VS.
Bovenstaande afbeelding is een iets aangepast schema van Estofex (http://www.estofex.org), die de seriële natuur aanduidt van het Johns 1993 schema, passend in de Spaanse-pluim configuratie, elk gekoppeld aan een surface low.
Het is belangrijk om te onthouden dat dit enkele van de best gedocumenteerde patronen zijn in het severe weather-gebeuren maar dat de realiteit (meer vaak dan niet) anders is. Noodweer komt trouwens regelmatig voor in situaties waar geen enkel patroon te herkennen is.
Nog een passend patroon is deze voor non-supercel tornado's of landspouts, waarbij we een al dan niet stationair front of boundary hebben, gekenmerkt door steile lapse rates, CAPE (meerbepaald in de low levels 0-3km), weinig CIN, zwakke DLS en grote vorticiteit in de low levels.
Onthoud dat we deze setups niet als "vast" mogen aanzien. De meeste situaties draaien in de realiteit altijd wel iets af van een conceptioneel model en zien we een variatie van een model of zien we eigenschappen van verschillende modellen bij 1 enkele synoptische setup.
Eénmaal we weten met welk model wij te maken hebben of met welk patroon we te maken hebben kunnen we overgaan naar de anticipatie van de event. Hier begint het leuke werk: uitvissen hoe de onweersituatie zal ontplooien.
Vanaf hier wordt het voor de chasers best interessant. vb De vragen "Waar vind ik de supercels?" of "Stel ik mij oostelijk of westelijk om de zwaarste onweersactiviteit te vinden?" klinken als stormchasers best wel bekend en komen elke maar dan ook èlke chase aan bod.
Bluestein en Weisman hebben met hun numerische experimenten gedemonstreerd dat de evolutie van supercels afhangt van de orientatie van het verticaal windscheringsprofiel en de orientatie van de lijn waarlangs convectie wordt geïnitieerd (forceringslijn). Observaties hebben aangetoond dat de natuur en consequenties van de interactie tussen nabije cellen afhangt van hun verschillende storm-motion en de impact van hun outflow-boundaries.
Tijdens hun eerste sets simuleerden ze sterke DLS-profielen met een rechte (unidirectionele) hodogram, indicatief aan supercels. Hun resultaten suggereerden dat er een serie van links- en rechts afwijkende supercels worden gegenereerd wanneer de shear-vector onder een hoek van 90° (loodrecht) op de forceringslijn staat. De rightmovers botsen met de leftmovers en de overlevende supercels vinden we enkel aan beide uitersten van de convectieve lijn.
Als de hoek 45° is zoals in de middelste situatie gaan, uitgezonderd de noordelijke, alle left-movers over de outflowboundary trekken van hun noordelijke right-mover en verzwakken. De rightmovers trekken weg van de boundary en ondervinden mogelijks geen interactie met andere buien.
Zien we dat de shearvector parallel loopt met de forceringslijn dan zullen alle leftmovers achter de boundary trekken terwijl de right-movers traag vóór de boundary uit zullen trekken. Op termijn zien we regelmatig bij de rightmovers een interactie met de outflowboundaries van de aangrenzende rightmover(s) en sterven deze buien ook uit. Enkel de laatste cel "downshear" (kijkend in de richting van de windshearvector) ondervindt geen interactie met nabije cellen.
Het onderzoek van Bluestein & Weissman (2000) benadrukte dat de oriëntatie van de windshearvector op de forceringslijn minstens éven belangrijk is dan de thermodynamische & kinematische eigenschappen van een onweersituatie. In sommige gevallen mogen we zelfs zeggen dat het belang van de shearvector/forcerings-oriëntatie het belang van de thermodynamische eigenschappen overtreft.
Wanneer meteorologen en stormchasers dit in acht houden is het mogelijk de juiste locatie van supercels te bepalen en de situatie of chase op de beste manier te benaderen.
Ook hebben Bluestein en Weissman in hun onderzoek verschillende simulaties gedaan waarbij een identiek veeringsprofiel werd gebruikt bij verschillende forcerings-assen (90°, 45°, 0° en 135°). De rechterafbeelding toont het traject van elk spoor, duur en interactie-graad met hun naburige cellen. Supercels zijn aangeduid door de dikke volle lijnen en non-supercels met de dunnere stippellijnen. Links zien we de gesimuleerde reflectiviteit (contouren), updraft (grijze velden) en gustfront (dunne streepjes), dit op 1 uur, 1,5 uur en 2 uur ver in de simulatie en onderaan zien we het gecurvde hodogram.
Wanneer de shear-vector loodrecht op de forceringslijn staat, ontstaat er een geïsoleerde cyclonale rightmover op het einde van de lijn terwijl er een anticyclonale ontstaat helemaal aan het ander uiteinde. Daartussen onstaat een squall line waarbij de cellen in de lijn supercel-eigenschappen bezitten maar er in de mid levels geen duidelijke verticale vorticiteit te vinden is in de doppler-images. De couplets zijn eerder subtiel.
Is de hoek tussen de shearvector en de forceringslijn 45° ontstaat er een lijn met cyclonale supercels die voor langere periode actief blijven. Aanvullend is de cel die zich het verst downshear bevindt een persistente anti-cyclonale supercel met een opmerkelijk lange levensduur.
Opgelet! Deze cel blijft actief... ook al draait de curve van de hodogram wijzersin en zou je enkel anticiperen op cyclonale supercels (rightmovers dus)!
Wanneer de hoek tussen de shear-vector en de forceringslijn 0° is en de shear-vector dus parallel loopt met de as van forcing vinden we terug de splits maar in dit geval zijn de left-movers diegene die het langer overleven omdat de leftmovers als het ware op de grens van de coldpool blijven die zich aan de westflank uitbreidt.
De uitzondering is de cel het verst downshear waar de rightmover geen interactie ondervindt. De sterkste cellen die na 2 uur in de simulatie nog steeds actief zijn bevinden zich downshear langs (in dit geval noordkant van) de coldpool, inclusief de left en right-mover het meest noordelijk... downshear dus. Tussenin vinden we veelal gewone single, non-supercels.
Als laatste vond je hieronder de situatie waar de hoek 135° is. We zien dat in het beginstadium de evolutie gelijkenissen vertoont met de situatie waarbij we een hoek van 45° vinden tussen shearvector & de boundary. De naburige left en right-movers interacteren na 1 uur, uitgezonderd op het einde van de lijn. Na verloop van tijd ontstaat er toch een gemeenschappelijke coldpool tussen de cellen en krijgen we een multicellulaire squall line tussen de supercels aan beide eindes van de lijn.
De meest zuidelijke cel daarentegen is de dominerende cyclonale supercel en is veruit de sterkste configuratie uit de verschillende shear-boundary hoeken in de simulaties met een sterke hook-echo & V-notch na 1,5 uur. Ook wijkt ze steeds verder en verder van de originele lijn af en ondervindt daardoor geen enkele negatieve cellen- of outflowboundary- interactie.
Als chaser en meteoroloog is het dus van groot belang in de short-term forecast na te gaan hoe de shear is georiënteerd op de forcerings-as.
Indien de hodogram gespiegeld wordt aan de boundary is het op deze manier uit te maken waar zich de sterkste kansen voor noodweer-verschijnselen zullen afspelen en waar we de sterkste onweersactiviteit vinden.
Het zijn onderzoeken zoals deze die het leven van meteorologen, stormchasers en de bevolking ferm aangenamer maken.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten