Изолированный холодный вихрь в верхних слоях атмосферы может усилить конвекцию и вызвать мощные ливни. Разбираемся, как формируется DANA и почему термин «gota fría» часто вводит в заблуждение.
В начале сентября 2021 года возможная мезомасштабная конвективная система накрыла значительную часть востока Пиренейского полуострова. Такие мощные облачные образования могут возникать при DANA, изолированной депрессии на высотах. Она усиливает конвекцию и помогает формироваться грозовым облакам. DANA расшифровывается как испанское Depresión Aislada en Niveles Altos. Ближайший англоязычный термин, cut-off low, означает изолированную высотную депрессию.
Название описывает устройство атмосферной системы, но само по себе не обещает сильного дождя. DANA представляет собой область пониженного давления с относительно холодным воздухом в верхних слоях атмосферы, отделившуюся от основной циркуляции. В Испании выражение «gota fría» со временем стали применять к самым разным эпизодам интенсивных осадков. Причины таких дождей в итоге смешали в одну корзину. По объяснению AEMET, при определённых условиях высотная депрессия усиливает неустойчивость атмосферы и способствует дождям с грозами. Последствия зависят и от других погодных факторов.
Откуда берётся вихрь
DANA формируется в верхней тропосфере. Примерно на высоте от 8 до 12 километров проходят узкие зоны сильных ветров, струйные течения. В каждом полушарии есть полярное и субтропическое течение. Их возникновение связано с разницей температур между воздушными массами.
Струйные течения изгибаются. На карте уровня 200 гПа волны видны по сильно изогнутым линиям высоты, которые называют изогипсами. Это планетарные волны, или волны Россби. С ними связана сила Кориолиса, возникающая из-за вращения Земли. Вытянутая к югу часть волны, впадина, может стать областью развития циклона.
Обычно впадина движется вместе со струйным течением и связана с фронтами у поверхности. Если изгиб становится достаточно сильным либо течение разрывается, часть потока отделяется и замыкается в самостоятельную циркуляцию. Так начинает формироваться DANA. В северном полушарии воздух внутри неё вращается против часовой стрелки. В южном полушарии направление обратное.
Холодный воздух внутри вихря создаёт условия для подъёма тёплого воздуха снизу. Но один лишь холод на высоте не означает экстремальных осадков. На интенсивность дождя влияют влажность и направление приземного ветра. Важны также положение вихря, рельеф и продолжительность его воздействия. Над Средиземным морем высотный холод может встретиться с тёплым влажным воздухом у поверхности. Восточный или северо-восточный поток способен усилить неустойчивость и привести к продолжительным дождям с грозами. В отдельных районах возможны наводнения. Поднимаясь, воздух охлаждается и достигает уровня конденсации, где образуются облака. Процесс может развиться до кучево-дождевых облаков, cumulonimbos, и интенсивных осадков.
Почему термины различаются
Выражение «gota fría» пришло из немецкой метеорологической школы, где использовали термин kaltlufttropfen, «капля холодного воздуха». Köppen и Sherhag называли так высотную депрессию с холодным воздухом в центре, не имеющую отражения у поверхности. Позже в Испании выражение стали применять шире, в том числе к любому эпизоду сильных дождей. Поэтому DANA точнее описывает атмосферную конфигурацию. В повседневной речи «gota fría» часто превратилось в общее название ливней.
Метеоролог Francisco Martín León объясняет в статье о DANA и «gota fría», что тогдашний Instituto Nacional de Meteorología, ныне AEMET, начал использовать термин DANA для обозначения изолированной циркуляции, отделившейся от полярного либо субтропического струйного течения. Название также стало посмертной данью испанскому метеорологу Francisco García Dana.
Иногда высотная циркуляция распространяется до поверхности. Тогда говорят о холодном циклоне или полярном холодном циклоне: холодный воздух присутствует и у земли. Это описание приземной структуры. DANA же обозначает прежде всего изолированную систему на высотах. В прогнозах AEMET положение DANA и направление приземного ветра могут оставаться неопределёнными, поэтому точные суммы осадков для каждого района предсказать сложно.
Исторические наводнения на средиземноморском побережье Испании показывают, к чему приводят сильные дожди. 13 октября 1957 года разлив Турии в Валенсии унёс более 80 жизней. Он разрушил около 1 700 домов. После катастрофы русло реки изменили и построили новый канал, чтобы отвести её от центра города. 20 октября 1982 года после исключительно сильных дождей в бассейне Хукара разрушилась плотина Tous. Местами за 24 часа выпало около 1 000 мм осадков. Погибли 38 человек, около 100 000 жителей эвакуировали. Новую плотину Tous ввели в эксплуатацию в 1996 году.
29 октября 2024 года DANA сопровождалась масштабными наводнениями вокруг Валенсии и переполнением оврага Эль-Пойо. В историческом обзоре Agencia EFE, опубликованном Infobae, сообщалось о 233 погибших. Среди затронутых населённых пунктов были Торрент и Пикасент. Также пострадали Пайпорта и Бенетуссер. В список вошли Седави и Массанасса, а ещё Катарроха. В таких случаях DANA обозначает атмосферный механизм, а наводнение становится последствием сильных осадков с учётом рельефа, русел и застройки.
Климатические изменения могут влиять на условия формирования DANA. Один из факторов, поступление влаги, в том числе из более тёплого Средиземного моря. Имеет значение и неустойчивость струйных течений. На ситуацию могут воздействовать крупномасштабные климатические режимы. Само по себе это перечисление не устанавливает причину конкретного эпизода.
Что показывают карты
На сайте Nullschool можно просматривать метеорологические параметры на разных высотах и выбирать даты. Для наблюдения за струйным течением используют уровень 200 гПа. Карты 500 гПа помогают рассмотреть впадины. Уровни 700 или 850 гПа показывают воздушные массы с разной температурой.
В статье приведены карты для DANA, затронувшей восток Пиренейского полуострова с 10 по 12 сентября 2019 года, и системы, принесшей сильные осадки на юго-восток страны 23 мая 2023 года. Для второго эпизода указаны осадки в регионе Мурсия, вызвавшие крупные наводнения. В качестве дополнительного источника названа книга Ahrens, C. D., Meteorology Today.
