Bow echo - obloukové echo

Abstrakt

Článek se zabývá charakteristickou radarovou ozvěnou vyskytující se při pozorování silně vyvinutých mezoměřítkových konvektivních systémů (MCS) a čar bouřek (squall lines). Naznačuji, jaké faktory způsobují vývoj těchto situací a jaké nejčastější projevy jsou vázány na tyto významné konvektivní systémy. Také se zde zmiňuji o jednotlivých stádiích vývoje této ozvěny.

Podobné bouřkové struktury a systémy jsou v posledních letech pod velmi intenzívním drobnohledem odborné meteorologické veřejnosti.

Obsah pojmu

Nebudu zde uvádět nějakou sofistikovanou definici tohoto úkazu, neboť jsem v literatuře viděl pouze jednu - navíc víceméně neformální. Nás spíše budou zajímat bouřkové projevy a faktory vzniku výskytu fenoménu. Bow echo, tj. česky nejspíš oblouková ozva, je zvláštní úkaz pozorovatelný na radarových snímcích a který se vyskytuje zejména v silných a dobře organizovaných bouřkových systémech. Samotný systém, ve kterém dochází k výskytu této struktury, začíná svůj vývoj obvykle v podobě lineárně protáhlého útvaru typického pro bouřkové fronty (squall lines) a během svého pokračujícího rozvoje se začíná deformovat do podoby oblouku či podkovy. To vše v důsledku vzniku speciální větrné cirkulace, při které dochází často k vývoji ničivých přímočarých větrů a vzduchových průtrží/propadů (tj. downbursts). Ničivé větry se v těchto situacích nalézají jak na okrajích systému ve směru postupu systému, tak také ve středu a ve vedoucí části útvaru. V systému s obloukovou ozvěnou se nikoliv ojediněle vyskytují i tornáda, a to především v severozápadních (sub)částech systému (při západním zonálním proudění), nejen na gust frontu.

Proces a faktory vzniku obloukového echa

Hlavní podmínkou pro vznik obloukového echa je existence určitého typu mezoměřítkového konvektivního systému (dále jen MCS). Pro vznik takové struktury je nutná samozřejmě silná instabilita, často alespoň charakterizovaná hodnotami MLCAPE vyššími než 2000 J.kg.

Současně je nutné, aby byla ve středních výškách (3-5 km) patrná oblast silnějšího proudění významně suššího vzduchu. Rychlost větru v ideálních podmínkách má dosahovat kolem 20 m/s. Vyšší rychlost větru může způsobit nestabilitu jevu (ale nemusí), naopak příliš slabý vítr ve středních výškách vede k vývoji pouze intenzívních bouřek, nikoliv však struktury obloukového echa. Velmi důležitá je především změna směru větru s výškou, diference v hodnotách rychlostí větru nemusí být až tak důležitá. Díky příznivým podmínkám se mohou vytvářet silné sestupné pohyby a tedy i průtrže vzduchu (downbursts), které jsou při výskytu obloukového echa velmi časté, vlastně stěžejní. Tyto podmínky jsou splněny poměrně často v letním období v konvergenčních zónách před pomaleji postupujícími studenými frontami. Při těchto podmínkách se mohou tvořit organizované shluky bouří, které občas doprovází silná krupobití, ojedinělá tornáda a velmi silný nárazový vítr s rychlostmi až 20 - 40 m/s. Ale přesto se i tak nemusí obloukové echo vyskytnout.

Bylo zjištěno, že se obloukové echo nevyskytuje u pomalu postupujících bouřek. Pravděpodobnost výskytu echa výrazně zvyšuje rychlost postupu samotného systému a s ním často související spíše mělké brázdy nízkého tlaku vzduchu ve středních výškách. Dá se tedy říci, že tyto podmínky bývají v naší oblasti splněny obvykle nejméně jednou za rok. Vždy takové situace přinášejí nárazové větry působící alespoň malé škody. V daleko silnějších a nebezpečnějších situacích s výskytem obloukového echa, které již jsou u nás ale velmi zřídkavé, dochází ke vzniku jevu derecho. Tento fenomenální jev pak může působit rozsáhlé škody, které se s projevy běžných bouřek v našich zeměpisných šířkách nedají příliš srovnávat. Tyto fenomenální bouře dokáží mnohdy doslova "pokosit" stovky hektarů lesů, vymazat celé vesnice z mapy a způsobit obrovské materiální škody. Škody mívají často charakter škod po tornádech střední intenzity, ale svým plošným rozsahem způsobuje derecho daleko větší škody. Ani ty nejsilnější a nejdéle trvající tornáda nemohou zpravidla způsobit tolik škod jako silné derecho. Intenzita škod se dá zčásti přirovnat k situaci po přechodu velmi silného hurikánu, ale plošný rozsah je samozřejmě výrazně menší.

Z uvedeného plyne, že bow echo se obyčejně nevyskytuje u supercelárních bouří, jak už jsem nejednou viděl kdesi mylně uvedeno. Ty mají jiný charakter, jinou strukturu, projevy a následky. Je však pravdou, že se v průběhu vývoje MCS mohou téměř kdykoliv za příznivých podmínek vytvářet, zanikat a modifikovat i supercely. Často se supercely v takových situacích přeměňují v průběhu vývoje systému na silné multicelární bouře nebo zcela zanikají hned poté co jim je přerušen gust frontem vtok teplého vzduchu. Jen ve výjimečných případech se supercela osamostatní a žije delší dobu téměř nezávisle na mateřském systému.

Nasnadě je otázka, zda se obloukové echo může objevit i v chladnější polovině roku. Pokud si dostatečně dobře uvědomíme faktory vzniku, dojdeme nejspíš k závěru, že je to pravděpodobné, ale asi ne příliš časté. V zimním období a také v brzkém jarním období se navíc vyskytuje jiný typ bouřkové formace, který částečně může obloukovou ozvu připomínat. Jsou to především systémy se znatelnou konvergenční čarou bouřek či přeháněk vzniklých v přesně ohraničených, horizontálně protáhlých a nerozsáhlých oblastech podél kraje gust frontu, kde je soustředěn krátkodobě instabilně zvrstvený vzduch. Iniciační podmínky zahrnují nejen existenci instabilního zvrstvení, ale na rozdíl od zde popisované situace, malý střih větru. Dále pak hraje významnou roli v chladnější polovině roku nízká hladina volné konvekce.