Bevezetés:
A Rolf ciklon (mely a berlini Freie Universität-től kapta a nevét) 2011. november 4-én alakult ki egy hagyományos mediterrán ciklonként. A ciklon tartósan a Földközi-tenger nyugati medencéje felett időzve 7-én elvesztette frontjait, így előbb szubtrópusi, majd hamar trópusi ciklonná alakult, és így egészen 9-éig fennmaradt. Rolf mind a mérsékelt övi, mind a trópusi szakaszában jelentős esőzéseket okozott Franciaország és Olaszország part menti és hegyvidéki területein, valamint a francia partokon orkán erejű széllökéseket is mértek. Rolf volt az első ciklon a Földközi-tengeren, melyet egy hivatalos hurrikán-figyelő szervezet, a NOAA SAB (Satellite Analysis Branch) is besorolt trópusi viharnak. A ciklon útvonalát és erősségét az 1. ábra, valamint az 1. táblázat szemlélteti.

Szinoptikus leírás:
Október 29-én egy mérsékelt övi ciklon keletkezett az Atlanti-óceán nyugati részén, Észak-Karolinától keletre. A ciklon profitált a nem sokkal korábbi Rina hurrikán által a Karib-tenger északi és a Mexikói-öböl déli része felett hátramaradt trópusi légtömegből, ami a ciklon melegszektorában észak felé indult meg, erős és tartós meleg nedves szállítószalagot létrehozva. Eközben északról igen hideg levegőt szívott magába a ciklon, és a két tényező együttes hatásaként jelentősen megerősödött, miközben áthaladt az Atlanti-óceánon. Október 31-én délelőtt már 980 hPa alá esett a légnyomás a központjában a másfél nappal korábbi 1005-1010 hPa körüli értékről. November 3-án a ciklon megközelítette a Brit-szigeteket, és ekkor már 960-965 hPa közötti központi nyomásminimummal rendelkezett. A hosszan elnyúló hidegfront a trópusi eredetű meleg nedves szállítószalaggal pedig elérte az Ibériai-félszigetet, de itt a front lelassult és behullámzott.

November 4-én napközben egy önálló mediterrán ciklon fejődött ki a front mentén az Ibériai-félsziget keleti része felett. Ezt a ciklont nevezte el Rolf-nak a berlini Freie Universität. A UK Met Office analízise alapján a kialakuláskor 996 hPa volt benne a központi légnyomás, de ez nem változott jelentősen a következő 2 nap során. Ebben az időszakban a ciklon a Földközi-tenger nyugati része fölé helyeződött, majd ott stacionárius maradt. A hidegfrontja és a hozzá kapcsolódó konvergencia-vonalak heves esőket és zivatarokat okoztak Spanyolország keleti részén, a Baleár-szigeteken, Dél-Franciaországban és Olaszországban. Főként az Alpok délnyugati, déli oldalán 100-400 mm csapadék is hullott 2 nap alatt.

November 7-én Rolf frontjai fokozatosan feloszlottak, és ezzel együtt egyre erősebb konvekció zajlott a központja környezetében. Enne nyomán 12 UTC-kor a NOAA SAB szubtrópusi besorolást adott a ciklonnak. A tengerfelszín hőmérséklete ekkor 21 °C körüli volt a térségben, mely még elegendő lehetett a zivatarokat tápláló látens hő átadásához. Ennek köszönhetően délután a zivatarképződés még határozottabb és szervezettebb lett a ciklon központja körül. 18 UTC-re egy központi zivataros mag alakult ki, melyhez jól fejlett spirális csapadéksávok kapcsolódtak a ciklon nyugati és kelet-északkeleti oldalán (2. ábra). Mindezek jelezték azt, hogy a ciklon trópusivá alakult, melyet a NOAA SAB is megerősített. Éjszaka Rolf tovább erősödött, még szervezettebb konvekciót, spirális csapadéksávokat, és határozott magassági szétáramlást kialakítva (3. ábra). November 8-án napközben a ciklon struktúrája kissé szervezetlenebbé vált, mivel a konvekció átmenetileg gyengült és a ciklon keleti oldalára korlátozódott. Estére viszont a konvekció újra körbevette a központot (4. ábra). Ebben az időben Rolf ismét heves esőzéseket okozott az Alpok délnyugati régióiban. A szárazföldi mérések alapján a ciklon 18 UTC körül érte el legnagyobb erősségét erős trópusi viharként, hurrikán erejű széllökéseket okozva. A hidegebb, már csak 18-19 °C-os víznek, valamint a nyugatról érkező szárazabb és stabilisabb légtömegnek köszönhetően viszont Rolf hamar gyengülni kezdett. A mélykonvekció 9-én 00 UTC-re teljesen feloszlott, és napközben már csak gyengébb zivatarok fordultak elő a ciklonközpont környezetében (5. ábra). A part menti széladatok azonban azt mutatták, hogy a ciklon egészen 13-14 UTC-ig trópusi vihar maradt, bár az ennek megfelelő erősségű szél már csak egy kis területre koncentrálódott a ciklon északkeleti oldalán. Rolf 14:30 UTC körül ért partot a dél-franciaországi Le Grau-du-Roi közelében, már trópusi depresszióvá gyengülve. Néhány órával később a megmaradt konvekció, és maga a ciklon is feloszlott a szárazföld felett.

Szél és légnyomás
Megjegyzés: a ciklonok erősségét a Saffir-Simpson hurrikánskála szerint 1 perces átlagszél alapján határozzák meg, és közelítőleg ezt mérik a műholdas szélmérő szenzorok is, azonban a hagyományos szinoptikus/reptéri meteorológiai állomások és a hajók 10 perces átlagban adják meg a szélerősséget, mely némileg alacsonyabb az 1 perces átlagnál.

Mivel a ciklon élete legnagyobb részét a nyílt víz felett töltötte, nem álltak rendelkezésre róla közvetlen légnyomás mérések. Emiatt a becsült központi légnyomás adatok az UKMet analízisét követik, kivéve a 8-ai 18 UTC-s és a következő két időpontot, melyek korrigálva lettek a szélsebességeknek megfelelően Hess (1959) trópusi ciklonok központi légnyomását becslő módszerével. Az egyetlen elérhető légnyomás adat 1012,7 hPa volt 9-én délután, röviddel a ciklon partot érése után Le Grau-du-Roi településen. Rolf mérsékelt övi ciklnból trópusivá alakulását azonban a part menti mérések jól mutatták, mivel ezeket a becsült központi légnyomással összehasonlítva látható volt, hogy a nyomási gradiens jelentősen megnőtt a ciklonban, miután az trópusivá alakult (6. ábra).

A széladatok jól becsülhetőek voltak a part menti települések adatai (2. táblázat) és az ASCAT-A műholdas mérések alapján (7. ábra), emellett pedig kevés hajó általi mérés is rendelkezésre állt (3. táblázat). Amikor Rolf november 4-én kialakult mérsékelt övi ciklonként, a szélerősség még többnyire a trópusi vihar erősség határát jelentő 65 km/h (35 csomó) alatt volt. A késő délutáni órákban azonban Korzika északi részén néhány állomás már e feletti szélerősséget jelentett. A legnagyobb, 83 km/h-s (45 csomós) átlagszelet Ersa - Cap Corse településen mérték, melyhez 122 km/h-s (66 csomós) széllökés társult. Az éjszakai órákban az átlagos szélsebességek 65 km/h (35 csomó) körül alakultak a Földközi-tenger nyugati medencéje körül, november 5-én azonban Rolf átmenetileg megerősödött. 16-17 UTC körül két dél-francia állomás, Ile du Levant és Ramatuelle - Cap Camarat 89 és 96 km/h-s (48 és 52 csomós) átlagszelet mért 126 és 141 km/h-s (68 és 76 csomós) széllökéssel. Egy ASCAT-mérés pedig (mely a 7. ábrán nem szerepel) szintén 75-80 km/h (40-45 csomó) körüli szélsebességeket mutatott a ciklon környezetében a tenger felett. Ezt követően viszont a szél gyorsan gyengült, és 7-éig a trópusi vihar erősség közelében, majd az alatt alakult.

November 7-én Rolf ismét erősödni kezdett, amint átalakult szubtrópusi, majd trópusi ciklonná. 7-én és 8-án igen hasznos ASCAT-mérések álltak rendelkezésre, melyekkel jól becsülhető volt a ciklon erőssége, egyben jól mutatták az erősebb szél ciklonközpont köré koncentrálódását, mely a trópusi átalakulási folyamat egyik jellegzetessége. A 7-ei késő délelőtti mérés alapján még nem érte el a szélsebesség a trópusi viharnak megfelelő 65 km/h-s (35 csomós) erősséget, melyet a szárazföldi szélmérések is alátámasztották. Az első e feletti átlagszél adat a dél-francia Ile de Porquerolles településről érkezett 15 UTC-kor. Mivel a ciklon ettől jóval délebbre helyezkedett el, a becslések szerint a környezetében már 12 UTC-re elérte a szélsebesség a 65 km/h-t (35 csomót). Ez egybeesett azzal az idővel, amikor szubtrópusi ciklonná alakult a NOAA SAB besorolása alapján. 18 UTC-kor, amikor Rolf már trópusi ciklon lett, a tengerparti Ile du Levant és Ramatuelle - Cap Camarat 85 km/h-s (46 csomós) szélsebességet jelentett 110 km/h-s (59 csomós) lökésekkel. 21 UTC-kor pedig egy hajó 70 km/h-s (38 csomós) szelet mért a ciklon északkeleti oldalán 1005,0 hPa-os légnyomás mellett. 20:20 UTC-kor egy részleges ASCAT-mérés is rendelkezésre állt, mely szintén mutatott 65 km/h (35 csomó) feletti széladatokat. Ezek alapján 18 UTC-kor 75 km/h (40 csomó) lett a becsült szélerősség. Rolf éjszaka tovább erősödött, és 00 UTC-kor már 85 km/h (45 csomó) körüli volt benne a szélsebesség a szárazföldi adatok és a NOAA becslése alapján. 8-án reggelre Rolf átmenetileg kissé gyengült, amint a konvekció szervezetlenebb lett hozzá kapcsolódva, de napközben visszaerősödött, amint ismét erős zivatarképződés indult meg a keleti és északi oldalán. Bár a NOAA becslése 12 UTC-kor alacsonyabb szélsebességet adott, mint 06 UTC-kor, 10:18 UTC-kor egy ASCAT-mérés 95 km/h-s (50 csomós) szelet mutatott a ciklon északkeleti részén, illetve ekkorra a szárazföldi szélsebességek is nagyobbak lettek már. Rolf 18 UTC-re érte el legnagyobb erősségét 100 km/h-s (55 csomós) széllel. Ezen időpont körül Dél-Franciaországban, a partok mentén 83 és 104 km/h (45 és 56 csomó) közötti átlagos szélerősségeket mértek 132 és 144 km/h (71 és 78 csomó) közötti széllökésekkel. A NOAA becslés pedig visszatért a korábbi 85 km/h-s (45 csomós) értékre, illetve ugyanekkora szelet mutatott egy ASCAT-mérés is 20:00 UTC-kor.

Röviddel a legnagyobb erősség beállta után Rolf gyengülni kezdett, mivel a konvekció gyorsan szervezetlenné vált benne. A gyengülés eleinte nem bizonyult gyorsnak, hiszen 9-én 00 UTC körül a szárazföldi mérések még 90-95 km/h (50 csomó) körüli átlagszél adatokat mutattak, noha a NOAA becslés ekkor már csak 65 km/h-s (35 csomós) szelet adott, majd ez utóbbi 06 UTC-re 46 km/h-ra (25 csomóra) csökkent, 12 UTC-kor pedig túl gyengének nyilvánították a ciklont a becsléshez. Rolf a valóságban azonban lassabban gyengült, mivel a tengerparti állomások 60-80 km/h-s (32-43 csomós) szelet jelentettek még a reggeli, délelőtti órákban is. Sőt La Ciotat - Bec de l'Aigle településen késő délelőtt egy szélerősödés is jelentkezett, melynek csúcsaként 10 UTC-kor 93 km/h-s (50 csomós) átlagszelet mértek 122 km/h-s (66 csomós) széllökéssel. 12 UTC után azonban gyorsan vesztett erejéből a ciklon, és mire partot ért 14:30 UTC körül, már sehol sem fordultak elő trópusi vihar erősségű szélsebességek. A partot érés idején a legerősebb szél 55 km/h (30 csomó) volt 82 km/h-s (44 csomós) lökéssel Martigues - Cap Couronne településen, így a partot éréskor Rolf már csak trópusi depresszió volt. A ciklon a szárazföld felett haladva még gyorsabb ütemben vesztett erejéből, 18 UTC körül már csupán 30 km/h (16 csomó) körül alakultak a szélsebességek a környezetében, és a hegyvidéki területeket kivéve a széllökések sem érték el a trópusi vihar erősséget. Végül nem sokkal ezután a szervezett, zárt cirkuláció (így a ciklon) fel is oszlott.

Rolf igen jelentős csapadékot okozott Észak- és Közép-Olaszországban, illetve Dél-Franciaországban (4. táblázat). A legtöbb csapadék a hegyvidéki régiókban hullott. Az esőzés két intenzív szakaszra különült el, az első a ciklon mérsékelt övi, míg a második a trópusi időszakához kapcsolódott. Az elsőben, november 3-a és 6-a között sok helyen 100-400 mm eső esett, és a hegyekben az erős záporok, zivatarok egy nap alatt 100-250 mm csapadékot is okoztak. A hirtelen lezúduló eső helyenként nagyobb villámárvizekhez vezetett. A szubtrópusi és trópusi időszakban, november 7-e és 9-e között a ciklon magja által érintett területeken többnyire 50-200 mm közötti csapadékhozamok fordultak elő, de mivel a ciklon mérete kisebb lett, másutt már csak 20-50 mm eső esett. Ez utóbbi időszakban a dél-francia Ile de Levant településen mérték legnagyobb, 178,4 mm-es 3 napos csapadékösszeget.

Rolf erős hullámzást okozott a dél-francia és észak-olasz partvidékek térségében. A Lion környékén elhelyezett 61002-es azonosítójú bója 4-4,5 m magas domináns hullám magasságot mért 8-9 másodperces periódussal 8-ára virradó éjszaka, Rolf központjától északnyugatra. A 61001-es azonosítójú Nice melletti bója pedig 3-4 m-es hullámzást mért 8-án késő délelőtt és délután szintén 8-9 másodperces periódussal, a ciklontól messzebb északkeletre. A városból néhány videó is elérhető volt, mely megerősítette a nagy hullámzást, illetve ezek alapján a partra kicsapó hullámok kisebb mértékű elöntéseket is okoztak.

Reanalízis adatok:
A Rolf ciklon az ECMWF nagyfelbontású reanalízis adatai által is analizálva lett. A vizsgált paraméterek a következők voltak: 300 hPa-os szélmező és divergencia (8. ábra), 925 hPa-os geopotenciál és 850 hPa-os vertikális sebesség (9. ábra), 850 hPa-os szélmező és ekvivalens potenciális hőmérséklet (10. ábra), 500-1000 hPa-os rétegvastagság és 850 hPa-os relatív örvényesség (11. ábra), 200-1000 hPa-os rétegvastagság és 300 hPa-os potenciális örvényesség (12. ábra), valamint a potenciális örvényesség vertikális metszete a ciklon központján keresztül (13. ábra). A vizsgált időtartam november 4-én 00 UTC-től november 9-én 21 UTC-ig terjedt. Itt azonban csak két kiválasztott időpont kerül feltüntetésre, az egyik november 5. 18 UTC, mely Rolf mérsékelt övi állapotát, valamint november 8. 15 UTC, mely a trópusi állapotát reprezentálja. A teljes időszak térképeiből készített animáció megtekinthető az alábbi videón:

November 4-én és 5-én a 300 hPa-os szélmező kiválóan mutatta a ciklon felett elhelyezkedő, nyugat felől érkező magassági cut-off ciklont. Az 500-1000 hPa-os és a 200-1000 hPa-os rétegvastagság esetén pedig határozottan megjelent a ciklonhoz kapcsolódó mély, kiterjedt teknő, illetve a Ligur-tengertől Észak-Afrikáig húzódó markáns hidegfront, melyet igen nagy rétegvastagság-gradiens jellemzett. E mögött erős hidegadvekció zajlott nyugatról. November 6-án a frontálzónáról egy okklúziós fej szakadt le, mely már meleg magvúvá vált (magasabb rétegvastagság értékek mutatkoztak benne), ezzel együtt pedig a korábbi erős hidegfront is gyengülni kezdett, amint elérte Olaszországot. Másnap a frontálzóna a ciklonközpont környezetében teljesen feloszlott, csak egy kisebb, hullámzó darabja maradt fenn Tunézia és Szicília között, de ehhez sem kapcsolódott már hőmérsékleti advekció. Ezzel együtt a ciklon magja tovább melegedett, és a korábban felette elhelyezkedő nagyobb magassági ciklon három kisebb magassági hidegcseppre bomlott szét. Ezek közül az egyik Észak-Olaszországon és az Alpokon keresztül november 8-án Franciaország fölé helyeződött, a másik Észak-Afrikát és Szardíniát érintve Olaszország fölé került, a harmadik pedig az előzőt követve Spanyolországból a Baleár-szigeteken át Szardínia környékére helyeződött. A rétegvastagság adatok alapján 8-án Rolf jól fejlett meleg magot fejlesztett ki, melyet 9-én is megtartott a partot érésig. Az 500-1000 hPa-os rétegvastagság térképeken 5-6, míg a 200-1000 hPa-os térképeken 7-8 zárt görbét lehetett azonosítani (10 m-es lépésközzel), vagyis a ciklonközpontban 50-80 m-rel magasabb rétegvastagság értékek jelentkeztek a külső értékekhez képest, ami 3-4 °C-os meleg magnak felel meg.

A 850 hPa-os relatív örvényesség, a 300 hPa-os potenciális örvényesség és a 300 hPa-os divergencia mezők szintén jól mutatták Rolf átalakulását. A mérsékelt övi szakaszban még határozott jet stream tartozott a ciklonhoz, a legerősebb 300 hPa-os szél 60-70 m/s körül alakult. Az ehhez kapcsolódó jet mag pedig erős divergenciát idézett elő a bal-kilépő zónában. November 5-én a jet stream két ágra szakadt, és az egyik Dél-Olaszország, míg a másik a francia-spanyol határvidék felé kanyarodott. A jet mag cirkulációja mellett ez a kettészakadás tovább fokozta a magassági divergenciát, éppen a ciklon hidegfrontja felett. Ezzel egy időben a front mentén egy hosszan elnyúló vonalban a 850 hPa-os relatív örvényesség is megnövekedett. E két hatás együttesen járult hozzá a front mentén kialakuló heves zivatarokhoz. Később a frontálzóna gyengülésével az örvényesség és a divergencia is vesztett erejéből. Viszont amikor a magassági ciklon a korábban említett 3 hidegcseppre esett szét, ezek együttes áramlási rendszere ismét növelte a divergenciát, ezúttal már Rolf központja felett. A 850 hPa-os relatív örvényesség pedig egyre inkább a ciklon központjába koncentrálódott, és fokozatosan nőtt. November 7-éről 8-ára virradóan egy kisebb jet mag haladt el a ciklon mellett az attól délre elhelyezkedő hidegcsepphez kapcsolódva. Az erősebb magassági szél azonban magára a ciklonra nem volt hatással, sőt, tovább növelte a divergenciát a felett. November 9-én ugyanakkor a magassági divergencia a hidegcseppek eltávolodásával hamar legyengült. A 850 hPa-os örvényesség viszont egészen a partot érésig koncentrált és erős maradt Rolf központjában. A 300 hPa-os potenciális örvényesség a két ciklontípusnak megfelelő sajátosságokat mutatta. A mérsékelt övi szakaszban a magassági cut-off ciklonhoz kapcsolódva kiterjedt és viszonylag erős potenciális örvényesség jelentetett. A trópusi szakaszabn viszont a magassági potenciális örvényesség a hidegcseppek területére korlátozódott, közvetlenül Rolf felett már nem volt érdemben kimutatható mértéke. A vertikális metszetek alapján a trópusi állapotban kialakult viszont a jellegzetes alacsony- és középmagas szintekre kiterjedő, függőleges tengelyű potenciális örvényességi mező (PV-torony), igaz az örvényesség ebben viszonylag alacsony értékeket vett fel.

A 850 hPa-os ekvivalens potenciális hőmérséklet (EPT) kezdetekben nagyon jól visszaadta a ciklon mérsékelt övi jellegét, illetve annak markáns hidegfrontját. A front mentén jelentős hőmérsékleti gradiens volt jellemző: az előtte húzódó meleg, nedves szállítószalagban 45-55 °C körüli EPT értékek is megjelentek, míg mögötte a száraz (hűvös) szállítószalaghoz kapcsolódóan csak 25-30 °C-os értékek voltak jellemzőek. A 850 hPa-os szélmaximumok pedig a mérsékelt övi ciklonokra jellemzően közvetlenül a hidegfront előtt, illetve a ciklon hátoldalán helyezkedtek el, messze a ciklonközponttól. November 6-ától, a már említett okklúziós fej leszakadása után Rolf központjában egyre magasabb lett ekvivalens potenciális hőmérséklet, miközben a korábbi meleg nedves szállítószalag nagyrészt feloszlott, csak egy kisebb darabja maradt fenn a ciklontól messze, Dél-Olaszország térségében. A trópusivá válás idejére már határozott meleg mag mutatkozott meg e paraméter által is a ciklonközpontban, koncentrált, 45 °C körüli maximális értékeket felvevő ekvivalens potenciális hőmérséklettel, melybe oldalról kisebb spirális karok is csatlakoztak. Ez a meleg mag egészen a partot érésig megmaradt, igaz benne az EPT értéke 9-én már 40 °C köré csökkent. A trópusivá válás után az erős szelek a korábban bemutatott felszíni mérésekhez hasonlóan 850 hPa-on is közvetlenül a központ köré koncentrálódtak.

A 925a 850 hPa-ohPa-os geopotenciál mező a ciklon mérsékelt övi szakaszában kiterjedt alacsony geopotenciálú (nyomású) területet mutatott a Földközi-tenger nyugati medencéjében, csekély gradiensekkel. Ebben az időben az erősebb feláramlások (negatív 850a 850 hPa-ohPa-os vertikális sebesség) a ciklon hidegfrontja mentén jelentkeztek, a már korábban említett, intenzív zivatarokat is kiváltó tényezők hatására (alacsony szintű örvényesség és magassági divergencia). Rolf trópusi ciklonná alakulása után az alacsony geopotenciálú terület egyre kisebb lett, emellett pedig a geopotenciál mező körszimmetrikus megjelenést vett fel, és nagy gradiensek jellemezték, ahogy ez a trópusi ciklonok esetében lenni szokott. Ezzel egy időben a korábbi, frontális feláramlási zónák teljesen feloszlottak, és a markáns feláramlások a ciklon központjába, valamint az e körüli spirális csapadékkarok területére koncentrálódtak.

Az elkészített reanalízis adatok mellett az Eumetrain weboldalon még elérhetőek voltak vertikális metszetek a ciklonról 8-án 12 UTC-kor, közel Rolf legerősebb állapotához. Ezek közül bemutatásra kerül a potenciális hőmérséklet a hőmérsékleti advekcióval és szélsebességgel együtt (14. ábra), valamint a konvergencia és divergencia (15. ábra). A vertikális metszetek a ciklont északnyugat-délkeleti irányban szelték át, közel annak központjához. A metszeteken szereplő izentrópok (azonos potenciális hőmérsékleteket jelölő görbék) megerősítették, hogy Rolf mély meleg maggal rendelkezett, mely a teljes vertikális terjedelmére kiterjedt, illetve a tengelye teljesen függőleges volt. A ciklon trópusi jellegére utalt továbbá, hogy környezetében nem jelentkezett számottevő hőmérsékleti advekció. Csak a magasban jelent meg gyengébb melegadvekció, ami feltehetőleg a melegedő magból adódott. A szélmező szintén a trópusi ciklonokra jellemző képet mutatta, mivel a szélmaximum alacsony szinten jelentkezett, közvetlenül a ciklon központja körül (szemben a mérsékelt övi ciklonokkal, melyek esetében a magasabb szinteken a legerősebb a szél). A konvergencia pedig szokásos módon Rolf alsó régióira koncentrálódott, míg a magasban a környezetében divergencia volt jellemző.

Műholdkép-animációk:

Írta: Hérincs Dávid (Zivipötty)
Az ECMWF reanalízis adatfájlokért köszönet az Országos Meteorológiai Szolgálat munkatársának, Ihász Istvánnak.
További reanalízis adatok: Eumetrain (EUMETSAT)
A felhasznált mérési adatok forrása: Ogimet, InfoClimat, NOAA