2017. ápr 04.

Debbie a gyönyörű és egyben borzalmas

írta: fizikusmanó
Debbie a gyönyörű és egyben borzalmas

Hurrikánok lélektana

Debbie a hurrikán (willy-willy) 2017 március 28-án Ausztrália mellett egy NASA felvételen: 

debbie_hurrikan_ausztralia_a2017086_0350_1km_nasa.jpg

1. ábra forrás: nasa.com [2017 március 28]

Nézzük csak mit is érdemes tudnunk ezekről a cseppet sem veszélytelen képződményekről. Azok az országok, amelyek érintettek hurrikán, tornádó, stb témában, általában rendelkeznek valamiféle megelőző illetve az elhaladás utáni eltakarító tervezettel, protokollal. A klímaváltozás okán Közép-Európa térségeiben is egyre gyakrabbá válnak az erősebb, nagyobb energiájú légmozgások, nagymértékű csapadékok, úgyhogy lassacskán nekünk is ki kell képeznünk magunkat! El kellene kezdeni az iskolákban, munkahelyeken, szociális intézményekben begyakoroltatni a vészhelyzeti protokollokat, hiszen a mai felkészültségünkkel az emberek többsége csak szaladgálna fel és alá, mint a mérgezett egér. Végeztem a baráti köröm egy részében egy nagyon NEM reprezentatív felmérést, katasztrofális eredménnyel.

A kérdést a következőképpen tettem fel:

Mit tennél, ha hirtelen a rádióban, TV-ben, interneten, sms-ben, stb értesülnél, hogy X nap Y órájára a tartózkodási térségedbe érkezik egy 5-ös erősségű hurrikán? Sorold fel az 5 legfontosabb tevékenységedet!

Reagálások:

  1. jellemzően, a barátaim röhögésben törtek ki, miszerint Magyarországon ilyen nincs! (bezzeg a maják által "megjósolt" világvégét valós veszélynek tartották sokan!)
  2. utána a következő lépésben felvetették, hogy felhívnák az OMSZ-t (Országos Meteorológiai Szolgálat), hogy igaz-e a hír?
  3. mindezek után jöttek a komolyabb gondolatok, és a komolyabb hiányosságok, miszerint mit jelent az, hogy 5-ös erősségű?
  4. mikor ez az információ is megvolt, akkor jöttek az épkézláb ötletek, miszerint be kell vásárolni (az, hogy mit vegyenek, már nem mindig ment problémamentesen, többen elfelejtkeztek az ivóvízről, eszükbe se jutott, hogy a víz, gáz, vagy villany ellátás megszűnik.)
  5. miután ennek a lehetőségére felhívtam a figyelmet, akkor viszont már túlzásokba estek, generátor vásárlását tervezték, hogy TV, telefon, számítógép mindig működtethető legyen.
  6. volt, aki a gyógyszerek felvásárlásával esett volna túlzásokba, míg mások még az elsősegély dobozról is elfelejtkeztek.
  7. amikor a ház, lakás megerősítését felvetettem, azt a választ kaptam, hogy Magyarországon jól meg vannak építve a házak. Nos ez csak részben igaz. Egy 5-ös hurrikán olyan kalapot emel egy háznál, hogy csak na! Viszi a komplett háztetőt, ha megfelelő szögből kap alá. Vannak olyan országok, ahol a tetőcserepek védelmében köveket tesznek a tetőre. Pld Mallorca szigetén. De mivel se Kubában, se Mexikóban nem láttam ezt a technikát, gondolom, hogy a hurrikánok ellen nem válna be, sőt további veszélyt okozna a széllel magával ragadott, repülő kő.
  8. miután ezeket megbeszéltük, leszűrtük a tapasztalatokat, miszerint elég hiányos a katasztrófavédelmi tudásunk.

A mi feladatunk többek között az adekvált információ átadása, ezért nézzük most tudományos szempontból a hurrikánok születését, természetüket és a lefolyásukat:

A meteorológiai irodalom szerint a nemzetközileg elfogadott definíció a következő: "viszonylag kis (néhány 100 km-es) átmérőjű, trópusi eredetű ciklonok, amelyekre jellemzőek a heves szelek, az alacsony légnyomás, a felhőszakadásszerű esők, esetenként zivatarok; központi magjuk a vihar szeme, melyben csekély a felhőzet és gyenge a szél” (Czelnai et al., 1991).

 hurrikan_isabelle_pixabay.jpg

2. ábra A gyönyörű szép Isabelle hurrikán, a hurrikán szeme, a lyuk ott középen, jól elhatárolódik.

forrás:https://pixabay.com/en/tropical-cyclone-hurricane-isabel-63124/ [2017. március 31]

Az embertől nem függő természeti katasztrófák egy részének közeledtét előrejelezni, nagy mennyiségű információ begyűjtése és elemzése után esetlegesen képesek vagyunk a technika és a tudomány mai fejlettségi szintjén. A pusztítás körzetét esetenként be lehet határolni, mondjuk egy hurrikán esetében, úgy 20-50 km-es pontossággal, ennél pontosabb helymeghatározásra egyenlőre azonban nincsenek módszerek, lehetőségek. A földrengéseknél erre az előrejelzésre, ahogy azt egy, a földrengésekről szóló előző bejegyzésben is olvashattátok, sajnos nincs lehetőségünk, így a hatásuk elleni védekezésre csak a megerősített építkezés szolgálhat. Abban a bejegyzésben a Monty Python is besegített nekem. A károk óriásiak lehetnek, azonban az elsődleges célunknak ezekben a katasztrófahelyzetekben mindig az emberélet védelmét kell tekintenünk. Ilyenkor szoktak a szakemberek a személyi veszteségek minimalizálására való törekvésről beszélni. Csak ez nekem olyan hidegnek tűnik. Hiszen a szeretteinkről beszélünk. Persze tudom, hogy a szakmai zsargon minden tudományterületen sajátos. 

A vészhelyzeti riasztást kiadó intézet, vagy személy természetesen nagy felelősséggel bír, hiszen az elhárításhoz szükséges idő beszámításával kell kiadnia a riasztást, ugyanakkor jelenleg csak valószínűségi adatok alapján dönthet. Ilyenkor, a vészhelyzet bevezetésekor nagy erők mozgósítására kerül sor, ami nem mindig igazolódik be. Kidobott pénz! Ugyanakkor, ha elkésik a megelőző intézkedés, sok ezer emberi élet kerülhet veszélybe! A nemrégiben a New Yorkba várt nagy mértékű havazásra és rendkívüli hidegre való figyelmeztetés például ennek az egyik jellemző példája. Kiadták a riasztást, az emberek felkészültek, és otthon maradtak, de szerencsére a jelzett hóvihar kisebb mértékű volt, mint amit jósoltak. Utólag persze mindenki okos! 

A világ más tájain, például a Karib-tenger és a Mexikói-öböl térségében előforduló nagy erejű trópusi ciklonok keletkezését már nagy valószínűséggel meg tudják határozni a meteorológusok, a rendelkezésükre álló eszközökkel, mint például a műholdak, és valószínűsíthetik a terjedési sávjukat, útvonalukat is. Az interneten bőven találtok hurrikánfigyelő honlapokat, vagy hurrikánvadászok honlapjait, ahol tájékozódhattok a jelenleg is képződő ciklonokról. Itt találjátok az egyik hivatalos hurrikán tevékenység előrejelző honlapot, az USA-ban. Érdemes szemezgetni, sok érdekességet találhattok ezen a honlapon. 

Mivel ellene nem (még) tudunk tenni, legalább minimalizálni próbáljuk a pusztítás mértékét. A hurrikánnal fenyegetett terület lakosságát ilyenkor felszólítják vagy a terület elhagyására (kiadnak ajánlott követendő útvonalakat), vagy azoknak, akik maradnak, maradhatnak a területen saját felelősségre, azoknak a tartózkodási helyük megerősítését célzó intézkedéseket javasolnak. Például az üvegfelületek betakarását, bedeszkázását, a kisebb fák földhöz rögzítését, gépkocsi fedett- vagy mélygarázsban való tárolását, minden nem rögzített külterületi tárgy zárt tárolóban való elhelyezését, hiszen a hurrikánok magukkal ragadják ezeket a tárgyakat, pld autókat, és ahol azok földet érnek, bizony akár emberéletet is kiolthatnak.

Kezdjük az ismerkedést a hurrikánokkal azzal, hogy egy kisebb történetet mesélek el, az általam megélt tapasztalatokkal fűszerezve. Mexikóban jártunk, amikor a tévében, és a közbeszédben elkezdtek figyelmeztetni egy különösen erősnek ígérkező ciklon közeledtére. Ha nem a XXI. században élünk, talán semmi nem figyelmeztetett volna minket, az időjárás normális volt, meleg, párás, kissé szélcsendes. A kirándulások rendben zajlottak, a szállodában (egy tengerbe nyúló földszakaszon épült szállodasor egyik tagja volt, ez még fontos információ lesz...) nem utalt egyenlőre semmi a hurrikán közeledtére. A ciklon Haiti és Kuba környékén kevergett, ott szedte fel magára napról-napra az energiacsomagjait. Minden nap háromszor is leültünk a tévé elé informálódni, a recepción is érdeklődtünk, stb. Úgy tűnt az előrejelzések szerint, hogy mi pont el fogunk utazni egy nappal a hurrikán földet érése előtt. Háááát nem! A hurrikán egyszer csak begyorsult, úgy döntött ideje aktivizálnia magát, és az elutazásunk napjára, estefelére várták. Na ekkor a lakosság is begyorsult, megszűntek a szervezett kirándulások, a bankautomatákat pénzszállító autókkal ürítették ki, az ékszerboltok elszállították az ezüst és arany ékszereiket banki széfekbe, maradtak a bizsuk, az palackozott víz elfogyott a boltokból, a mi szállodánkat pedig másnap reggelre el kellett mindenkinek hagynia, ugyanis a földsávot várhatóan el fogja önteni a víz. A szálloda személyzete érdekes tevékenységbe kezdett, aminek egy mozzanatát nem egészen értettem, de ha én nem értek valamit, hát kérdezek. A következőt képzeljétek el. A szállodának saját strandja van, ahol a műanyag napozószékek garmadában állnak. Műanyag székek, asztalok. A szállodában több medence van. Azt hittem, hogy az üvegablakok bedeszkázása mellett, más tennivaló nem nagyon van, de a személyzet behordta a napozószékeket a medence mellé, és ott hatosával összekötötték őket, majd...IGEN...a medencébe süllyesztették őket! Micsoda ötlet! Szuper! Nincs elég tárolóhely, tároljunk a víz alatt!

A mi gépünk délelőtt 10:25-kor indult volna. Igen, volna! Ugyanis a gépünk, kubai felségjel alatt repült, és a hurrikán a Mexikó és Kuba közötti részben volt már, így az USA fölött kellett volna elrepülni, kikerülve a hurrikánt, de nem engedtek berepülni kubai gépeket amerikai légtérbe. Így a gépünk nem indult. Lefújták. Mindenki pánikolt, a lökdösődés, amit ott láttam ijesztő volt, még ma is összeszorul a gyomrom, amikor elmesélem. A tömegek mozgása ugyanis veszélyes is lehet! Ez is egy tudományos téma ám, például az ELTE Fizikai Intézetében Vicsek Tamás csoportja foglalkozik vele. Ott álltunk meglőve, más gépre sem volt már hely, így a lökdösődés helyett másnapra átcsekkoltunk, és tanácstalanul néztünk ki a fejünkből, hogy mi legyen most. Jó lett volna egy kis tequila, vagy legalább sör a gondolkodáshoz, de a reggel kihirdetett vészhelyzet az alkoholtilalmat is magában foglalta. Azért, mint igazi magyarok, megoldottuk, és a reptéri csapos kólás műanyagpohárba stikában töltött nekünk sört. Nem vagyok büszke magamra, hogy megszegtük a törvényt! Máskor nem tenném, de akkor kissé pánikban voltunk, nem tudtuk mit tegyünk, le kellett higgadnunk. A csapos végül is jó információs forrás volt, egyetlen vendégei voltunk, a többiek fel-alá rohangáltak, így nagy nyugodtan leült hozzánk, és elmondta, hogy a reptéren van egy katasztrófa egység, ott kérjünk útbaigazítást, és azt is ő mondta, hogy a reptér nemsokára bezár, ott nem maradhat senki, mert csupa üveg az épület.

Megkaptuk a vészhelyzeti tájékoztatót a katasztrófásoknál, egy evakuációs tervet, egy kis segélycsomagot (ragtapasz, fájdalomcsillapító, kötöző, tekerős elemlámpa), és az ingyenes közösségi óvóhelyek listáját, címét, valamint azt a tanácsot, hogy melyik szállodák alkalmasak a hurrikán esetén külföldiek ellátására. Jóindulatúan a kéksapkások által felügyelt 5+ csillagos szállodát ajánlották, ami ugyebár nem volt a tervezett kiadásaink között, de mivel három kisgyerekkel és egy nagymamával utaztunk, ezt választottuk Ezért is fontos a biztonsági tartalék egy utazásnál! A repülőtérről, a szállodába vezető út, na az igazán ijesztő volt nekem, mint olyan európainak, akinek a legnagyobb vészhelyzetem a pelenka kifogyása volt utazás közben :-). Miért volt ijesztő? Nos, az utcák kihaltak, minden sarkon katonák fegyveresen (a fosztogatások megelőzése érdekében), cirkáló katonai és rendőrségi terepjárók, bedeszkázott ablakok, ajtók, kötelekkel a földhöz kifeszített fiatal pálmafák, nem volt egy megnyugtató látvány. Ugyanakkor nem lehetett a kisgyerekek és a magyar nagymama előtt az ijedtet mutatni, úgy kellett viselkedni, könnyedén, nyugodtan, mintha ez a kis (5-ös erősségűre előrejelzett) szelecske csak átvonul, és már indulhatunk is visszafelé. Végül, a hurrikán a földet érés előtt irányt váltott, és nem az előre jelzett útvonalon haladt, úgyhogy minket csak a szoknyája érintett meg. Másnap már a Mexikóban maradt turistákért küldött gép fedélzetén ültünk, Havanna felé. Egy nagy gépen kb 11-12 ember, és ebből mi voltunk hatan! Szóval volt hová ülnünk. A hurrikán, amit átéltünk, az 5-ös erősségű (legerősebb) Dean volt, 2007 augusztusában, és Nyugat Afrika partjaitól indulva érkezett a Yucatan félszigetre. A kedvező feltételek miatt már a Zöld-foki szigeteknél elhaladtában kezdett el erősödni, majd Jamaika mellett már 4-es erősségű volt.  

dean_hurricane_20_aug_2007.jpg

3. ábra Dean hurrikán a Yucatan félszigetnél 2007. augusztus 20-án forrás:wikipedia [2017. március 31]

Mi a tapasztalat?

Az, hogy nem rendelkeztünk megfelelő rutinnal, ismerettel a hurrikán vészhelyzeti lereagálására. Persze, mint nem helyiek, eleve kissé kiszolgáltatottabb, hátrányosabb helyzetben voltunk, saját, jól megépített házunk helyett megbízható menedéket kellett keresnünk. 

Mit kellene tenni?

A következő táblák infografikákkal magyarázzák el közérthetően, mi a teendő egyes természeti katasztrófák esetén:

hurrikan_eseten_tabla.jpg

4. ábra Hurrikán esetére ajánlott protokoll forrás: www.shutterstock.com [2017. március 31]

foldrenges_eseten_tabla.jpg

5. ábra Földrengés esetén követendő protokoll forrás:www.shutterstock.com [2017. március 31]

A forrásként jelzett oldalon még több ilyen táblácskát is találhattok. Érdekes lehet böngészni őket.

Most pedig nézzük, milyen is a hurrikánok erősségi fokozat szerinti beosztása, az úgy nevezett Saffir-Simpson 1-5-ig beosztású intenzivitás skála. Nekem ez a skála inkább a nagy közönségnek szólónak tűnik, mivel a várható károkat is megjelöli, érzékletesebbé téve a hétköznapi használatát. Egy energia alapú beosztás talán egzaktabb lenne, de én nem vagyok ám meteorológus. Ha valaki nagyon ért hozzá, jöhetnek a megjegyzések.

hurrikan_erossegi_skala.jpg

6.ábra: a hurrikánok intenzitásának a rajzos ábrázolása, a szélsebesség, a tengerszint emelkedés és a várható okozott károk említésével

Azok az országok, ahol nagyobb az esélye egy természeti katasztrófa bekövetkeztének, több nagyon jól használható, előrejelző szolgálatot, honlapot működtetnek, Közép-Amerikára vonatkoztatva például a http://www.servir.net/ címen. Az ezen országokba tervezett utazások előtt érdemes ellátogatni erre a honlapra, és értékes információkat szerezhetünk, esetleg módosíthatjuk még időben a terveinket.

A következő ábrán számszerűsítve is láthatjuk a fokozatokat. A károknál természetesen az egyre nagyobb károk összeadódnak.

kategória
központi légnyomás
szélsebesség km/h
tengerszint emelkedés
pusztulás mértéke
1
980 hPa felett
118-152
1, 5 m
károkat szenvednek a fák, bokrok és a nem rögzített tárgyak
2
965-979 hPa
153-176
2-2, 5 m
komoly károk a nem rögzített tárgyakban, házak tetőszerkezetében
3
945-964 hPa
177-208
2, 5-4, 0 m
a nagy fák kidőlnek, kisebb épületek jelentős károkat szenvednek
4
920-944 hPa
209-249
4, 0-5, 5 m
a partmenti építmények az emelkedő tenger miatt károsodnak
5
920 hPa alatt
250 felett
5, 5 m felett
a házak és ipari üzemek jelentős része károsodik, elpusztul

 

7. ábra  Saffir–Simpson-féle skála a trópusi ciklonok erősségéről forrás: wikipédia

A számszerűsített adatok szerint a létrejövő trópusi ciklonok 76%-a az északi féltekén jön létre, 24%-a pedig a déli féltekén. Ugyanezen adatok azt is felfedik nekünk, miszerint  a legtöbb ilyen trópusi ciklon a Csendes- óceán ázsiai részén alakul ki. Ebben a térségben nem hurrikánoknak nevezik a trópusi ciklonokat, hanem a tájfun elnevezést használják. A hurrikán nevet a Közép-Amerikai térségben, míg Ausztráliában pedig willywilly-t használják. Az északi féltekén, ha Európa felé sodródik a képződött ciklon, akkor mérsékelt-övi viharoknak nevezzük. Mivel északra sodródva nem tudnak több hőenergiát felvenni, ezért nem fejlődnek hurrikánná. Akár a 60° szélességi kört is elérhetik. Ha vizsgáljuk a trópusi ciklonok fő vonulási irányát, arra jellemző, hogy nem keresztezik az Egyenlítőt. Az Egyenlítőtől északra és délre körül-belül az 5°-os szélességi körökig nem keletkeznek és nem mozognak trópusi ciklonok, bár a víz hőmérséklete megfelelne a kialakulásuk feltételeinek. Ez a Coriolis-erőnek köszönhető. Jól láthatjuk az alábbi NASA képen az 1985-2005 közötti trópusi ciklonok útvonalát, a fentiekben leírtak világosan nyomon követhetők a képen.

nasa_global_tc_tracks_metedu.jpg

8.ábra NASA - 1985-2005 közötti trópusi ciklonok útvonala, forrás: NASA [2017. április 1] 

A meteorológusok a mindennapos munkájuk során a NASA műholdfelvételeit elemzik. A ciklonok észlelése a forró levegőtömbök (az úgynevezett hot–tower, azaz forró–torony) feltérképezésével kezdődik. Kóddal látják el őket, és folyamatos megfigyelés alatt tartják őket. A műholdas felvételek alapján kielemzik a fizikai jellemzőit, úgymint a feláramlás magasságát, a becsült szélsebességet és a központi nyomást. Az észlelést követő órákban, napokban kiderül mi lesz a sorsa a hot tower-nek, lesz-e belőle trópusi vihar, vagy hurrikánná fejlődik-e, illetve ki tudják elemezni az esetleges útvonalát. A trópusi ciklonok kialakulásának okait, folyamatát még sok kérdés övezi, folyamatban vannak különböző kutatások, elemzések, ugyanakkor több nemzetközi hivatal honlapján is legalább négy meghatározó okra vezetik vissza a kialakulásukat. Ez a négy ok:

1-mély konvekció, azaz teljes troposzféra magasságát átérő feláramlás,

2-erős örvényesség,

3-feltételes instabilitás,

4-meleg tengervízfelszín és gyenge szélnyírás.

Nézzük hát az észlelt hot-tower-t, mi is történik vele, amíg trópusi ciklon lesz belőle...

Eső lépésként a hot-tower-re jellemző a konvekció (Hővezetés/hőátadás egyik formája! Ugye emlékeztek kedves 10-es diákok?) és az alacsony tengerszinti légnyomás, a hőfelszabadulás, a zivatarfelhők keletkezése, és a lassú hőmérséklet emelkedés. A meteorológiában a konvekció kifejezést kifejezetten a hő és a nedvesség függőleges áramlására használják, amely instabil légköri feltételek esetén bekövetkező fel- és leáramlások révén alakul ki. 

levego_felaramlas_eszaki_felteke.gif

9. ábra Alacsony nyomású területen feláramlás

forrás: https://www.meted.ucar.edu/intromet/climatology/media_gallery.php [2017. április 2]

Később az egyre erősödő cirkuláció miatt a cirkulációs örvénylés alakul ki. Létrejön egy áramlás a magasnyomású helyről az alacsony nyomású felé.

A következő lépés a ciklon szemének a kialakulása, a felhőmentes övezet kialakulása, ami egy ideig egyre szélesedik, a centripetális erő növekedésével. Itt kialakul a szemfal is, ami körülöleli a szemet. A felhőmentes szem egyre szélesebbé válik. A süllyedő levegő adiabatikusan – a légkör és környezete között nincs hőcsere – melegszik, s kialakul egy olyan sáv, amelyben már nincs felhőzet. Létrejön a trópusi ciklon szeme és az azt körülölelő szemfal, melyek között turbulens tömegkicserélődés indul meg (Czelnai et al., 1991). A kifejlődés utolsó részében a tömegáramlás, a látens hőfelszabadulás és a kinetikus energiatermelés által gyakorlatilag egyensúlyi állapot áll elő. A szemfal örvényes feláramlása a turbulens kölcsönhatások során magával ragadja felfelé a szem levegőjének egy részét. Ezek hatására a szem közepében növekszik a leáramlás (ugyanis a szem természetesen továbbra is alacsony nyomású képződmény), s a szem lehatol a rendszer aljára.

hurrikan_keresztmetszet_noaa.jpg

10. ábra Hurrikán keresztmetszete forrás: http://www.nhc.noaa.gov/ [2017. április 1]

Vagyis összefoglalva

1-az Egyenlítőhöz közeli meleg tengerfelszínről a meleg levegő felemelkedik,

2-amikor a meleg levegő felemelkedik, a helyén alacsony nyomás (depresszió) alakul ki, és arra a helyre magasabb nyomású külső meleg levegő érkezik, majd az is felemelkedik és a helyére...stb.

3-miközben a meleg levegő felfelé áramlik, a mellette található légrétegek, örvénylő mozgással mozognak felfelé,

4-a felemelkedő nedves levegő lehűl, és felhőket alakít ki

5-kialakul a trópusi ciklon felülete (dense cirrus overcast - a képen)

6-közben a lefelé áramlásnak köszönhetően kialakul a hurrikán szeme.

 

Glosszárió:

dense cirrus overcast - sűrű felhőréteg 

rainbands - esősávok (itt heves esőzések vannak)

eye - szem (itt a hurrikán szeme)

eyewall - szemfal

 

Ha valaki a tavaszi szünetben arrafelé szeretne utazni, vessen egy kis pillantást a következő 5 nap Atlanti-óceáni térségének a várható tevékenységére: bár a hivatalos hurrikán szezon júniustól október végéig tart.

http://www.nhc.noaa.gov/gtwo.php?basin=atlc&fdays=2

 

Egyéb felhasznált irodalom (ami nincs közvetlenül jelölve, hivatkozva linkekben a szövegben):

http://twister.ou.edu/MM2002/Hurricanes.pdf

http://www.windows2universe.org/

https://www.meted.ucar.edu/index.php

http://www.metlink.org

 

Üdvözlette,

ScienceGuruk

logo_scienceguruk.jpg 

 

 

 

 

Szólj hozzá

oktatás verseny tudomány mexikó eső auchan meteorológia fizika szél földrajz érdekességek éghajlat természettudomány hurrikán tájfun csapadék légkör légnyomás boronkay turbulens trópusi ciklon légkörfizika hurrikán szeme feláramlás Saffir-Simpson skála