A Xandra trópusi vihar komplex elemzése

Nap / idő [UTC]	Szélesség [°É]	Hosszúság [°K]	Központi légnyomás [hPa]	Átlagos szélerősség [km/h (csomó)]	Állapot
11.30. / 00:00	37,8	1,0	995	45 (25)	mérsékelt övi ciklon
11.30. / 06:00	38,1	2,4	990	55 (30)	"
11.30. / 12:00	38,9	1,7	988	75 (40)	"
11.30. / 18:00	39,0	1,8	988	75 (40)	"
12.01. / 00:00	39,0	3,0	989	85 (45)	"
12.01. / 06:00	39,9	4,2	989	85 (45)	"
12.01. / 12:00	39,8	4,4	990	85 (45)	"
12.01. / 18:00	39,2	5,9	991	85 (45)	"
12.02. / 00:00	39,2	7,0	992	75 (40)	"
12.02. / 06:00	39,4	8,7	993	75 (40)	szubtrópusi vihar
12.02. / 12:00	39,9	9,6	994	65 (35)	"
12.02. / 18:00	40,2	10,3	995	65 (35)	trópusi vihar
12.03. / 00:00	40,8	11,4	994	75 (40)	"
12.03. / 06:00	41,7	11,8	993	85 (45)
12.03. / 12:00	42,6	11,9	999	55 (30)	trópusi depresszió
12.03. / 18:00					feloszlás
12.03. / 06:00			993	85 (45)	minimális légnyomás és maximális szélerősség
12.03. / 08:30			995	75 (40)	partotérés Civitavecchia közelében

1. táblázat - A Xandra ciklon 6 óránkénti pozíciója, illetve a becsült központi légnyomása és átlagszele

Szinoptikus leírás:
2014 novemberének nagy részében blocking helyzet dominált Európában, köszönhetően egy tartós és nagy kiterjedésű kelet-európai anticiklonnak. Ez az Atlanti-óceán felől érkező ciklonokat gyakran délre, a Földközi-tenger nyugati medencéje felé térítette el - többek között ez játszott szerepet a Qendresa szubtrópusi vihar kialakulásában is a hónap első felében. A hónap közepe után az anticiklon lassanként nyugatabbra, Skandinávia és Közép-Európa felé terjeszkedett, hideg, kontinentális légtömeget szállítva ezekre a területekre. November 28-án egy kiterjedt mérsékelt övi ciklon érte el az Ibériai-félsziget nyugati részét, melynek a berlini Freie Universität a Xandra nevet adta. A következő 2 napon az eredeti ciklon fokozatosan legyengült, miközben egy újabb központ alakult ki a félsziget keleti részén, ami megtartotta a korábbi nevét. A légörvény 30-án a tenger fölé helyeződve megerősödött, és egy meleg magvú okklúziós fejet alakított ki, melyben átmenetileg egy szemszerű képződmény is létrejött (2. ábra). November 30-án és december 1-jén Xandra a Baleár-szigeteket érintve lassan kelet felé mozgott, elszórt záporokat, zivatarokat okozva a központja körül. Eközben a frontjai egyre jobban eltávolodtak keletre, Olaszország és Közép-Európa délnyugati része fölé. Megjegyzendő, hogy a melegfront Magyarország északi domb- és hegyvidékein jelentős (helyenként 5-10 cm-es bevonatot képező) ónos esőt, ez által nagy károkat okozott.

December 2-ára virradó éjszaka a viszonylag hűvös, 19 °C-os tenger ellenére, a magasban elhelyezkedő hidegebb légtömeg labilizáló hatásának köszönhetően egyre erősebb és szervezettebb konvekció alakult ki a ciklon központjában. A legmagasabb felhőtetők hőmérséklete a -60 °C-ot is elérte. Ezzel egy időben a frontok teljesen leszakadtak és még inkább eltávolodtak, illetve gyengülni kezdtek, de egy hosszan elnyúló konvergencia-zóna még kapcsolódott a központi rendszerhez nyugat felől. Xandra ezzel egy időben, 06 UTC körül szubtrópusi vihar lett, Szardínia déli részén áthaladva. A ciklon délután a Tirrén-tenger fölé helyeződött, ahol a cirkulációja még szervezettebb, szimmetrikusabb lett, és a korábbi konvergencia maradványa fokozatosan feltekeredett a ciklon déli és keleti oldalán, mint egy külső spirális csapadékkar. Emellett a magasban egyre határozottabb szétáramlás jelent meg felette, különösen az északi oldalán, ahol a konvekció a legkiterjedtebb és a legerősebb volt. Mindezek ahhoz vezettek, hogy Xandra 18 UTC-re trópusi viharrá alakult. Az éjszakai órákban a kis méretű ciklon magja tovább szerveződött, amint a légörvény fokozatosan északra fordult, és az északi, északkeleti oldalon egy jól fejlett pólusirányú szétáramlási csatorna fejlődött ki a magasban (3. ábra). December 3-án kora reggelre az egész éjjel kitartó és viszonylag mély (-55, -60 °C körüli felhőtetőket produkáló) konvekció teljesen körvette a ciklonközpontot, egy szemet létrehozva (4. ábra), mely az olasz radaron is határozottan megmutatkozott (5. ábra). 2-án este, valamint 3-ára virradó éjszaka és reggel három mikrohullámú tartományú műholdas mérés* is elérhető volt a ciklonról a GMI és AMSR-2 szenzorok által (6. ábra), melyek a hagyományos (pl. infravörös, látható) csatornákhoz képest jobb analizálhatóságot nyújtanak trópusi ciklonok és medikánok esetén. Az első mérés 17:36 UTC-kor már egy jól fejlett spirális felhő- és csapadéksávot mutatott az alacsonyabb szinteken, valamint fejlődő szemfalat intenzívebb konvekcióval a ciklon északi oldalán. A második mérés idejére, 01:44 UTC-re alacsonyszinten már szinte teljesen zárt szem alakult ki, mely különösen a ~37 GHz-es képen volt megfigyelhető, a vastagabb konvektív felhőzet pedig már a központ nyugati és déli oldalára is átterjedt. 08:24 UTC-re az alacsonyszintű szemfal déli része feloszlott, a magasabb frekvenciákon azonban - az infravörös műholdképekkel egyetértésben (4. ábra) - még a központot teljesen körülzáró konvektív felhőzet volt jelen. Ebben az időben az erősödő délies irányú vertikális szélnyírás már hatással volt a ciklonra, így az alacsonyabb és a magasabb szintű középpont között némi eltolódás (vertikális dőlés) mutatkozott meg. Xandra 08:30 UTC körül partot ért Olaszország középső részén, Civitavecchia közelében. A következő órákban a szárazföld felett mozogva a középszintű, strukturálisan még mindig viszonylag fejlett örvény és felhőmező pedig egyre jobban eltávolodott észak felé az alacsonyszintű központtól. Ezzel együtt a ciklon már gyorsan veszett erejéből, és 12 UTC-re trópusi depresszióvá gyengült, majd az Appennineket elérve rövidesen fel is oszlott.
*Az alacsonyabb (~19 GHz és ~37 GHz) frekvenciák főként a tenger feletti alacsonyszintű felhőzet és részben a csapadék detektálására alkalmasak (magasabb hőmérsékleti értékekkel rendelkező területek), míg a magasabb (~89 GHz és ~166 GHz, utóbbi csak a GMI szenzornál elérhető) frekvenciák a vastag konvektív felhőzet megfigyelésére (alacsony hőmérsékleti értékekkel).

Meteorológiai mérések, megfigyelések:

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.

Xandra rövid élete során érintette a Baleár-szigeteket és Szardíniát is, mielőtt elérte volna Olaszországot, így többszöri szárazföldi szél- és légnyomásadat is rendelkezésre állt róla (2. táblázat) , emellett hajók általi mérések (3. táblázat) is elérhetőek voltak. Az ASCAT (7. ábra) műholdas szenzorok mérései szintén segítették a ciklon erejének becslését és struktúrájának meghatározását. Mivel a légörvény egy erős atlanti ciklonrendszerhez kapcsolódva fejlődött ki, már a kezdeti időszakban meglehetősen alacsony volt a központjában a légnyomás. November 30-án a nap második és december 1-jén a nap első felében a Baleár-szigeteken több meteorológiai állomás is 990 hPa körüli vagy kevéssel az alatti értéket jelentett, és egy közeli, BAREU66 azonosítójú hajó is 988,9 hPa-os nyomást mért 30-án 11:00 UTC-kor. A mérsékelt övi ciklon ebben az időszakban kiterjedten produkált erős-viharos szelet, kivéve a központjától északra-északkeletre lévő területet, ahol az okklúziós front húzódott. December 1-jén 20:02 UTC-kor egy ASCAT mérés 85 km/h (43 csomó) körüli szélmaximumot mutatott, és a legerősebb széllökések Ibiza és Menorca településeken szintén 85 km/h (43 csomó) körül alakultak, valamint néhány hajó is jelentett 65-70 km/h (35-38 csomó) körüli 10 perces átlagszelet. A szél 2-án lassanként gyengült, de a Baleár-szigetektől északra még nagyobb területen előfordult 65 km/h (35 csomó) feletti maximum a ciklon hátoldalán. Az egyre kompaktabbá váló ciklonközpont eközben áthaladt Szardínia déli részén, ahol a légnyomás már csak 994-995 hPa-ig csökkent, jelezve a ciklon fokozatos gyengülését az előző naphoz képest. A sziget délkeleti csücskében, Capo Carbonara-n azonban a 10-perces átlagszél még a reggeli és a déli órákban is elérte a 70 km/h-s (38 csomós) értéket. Amint a ciklon kijutott a Tirrén-tenger fölé, az alacsonyszintű cirkulációja még határozottabbá és szimmetrikusabbá vált, melyet a 2-ai 19:42 UTC-s és a 3-ai 08:45 UTC-s ASCAT mérések is megerősítettek. Ezek ugyan csak 55 km/h (30 csomó) körüli szélmaximumot mutattak, ám a ciklon rendkívül kis mérete és a műszer jellegzetes alulmérése okán feltételezhető, hogy a szélsebesség mindvégig elérte a trópusi vihar kategória alsó hatásának számító 65 km/h-s (35 csomós) értéket. Sőt, habár ebből az időszakból nem voltak elérhető mérések, az egyre fejlettebbé váló struktúra némi erősödésre is utalt a partotérés előtti éjjel, és a becsült maximális intenzitás 3-án 06 UTC-re elérhette a 85 km/h-t (45 csomót). Civitavecchia-ban 09:00 UTC-kor, körülbelül fél órával a ciklon érkezése után 997,2 hPa-os nyomást mértek. Mivel a struktúrája ezt megelőzően már kezdett szervezetlenebbé válni, amivel együtt feltehetőleg kissé vesztett is erejéből a partotérés előtt, ez az adat 993 hPa körüli központi nyomást támogathatott a maximális intenzitás idején.

A csapadék esetében nehéz volt különválasztani a szubtrópusi/trópusi időszakot a mérsékelt övitől, hiszen előbbi állapotában a légörvény - a téli mediterrán ciklonokra jellemző módon - sok helyen okozott jelentős csapadékot a Földközi-tenger nyugati medencéjétől a középsőn át egészen Közép-Európáig. Ezért a 4. táblázat csak Szardíniából, valamint Korzika déli és Olaszország középső részéről tartalmaz csapadékadatokat december 1-jétől 3-áig, melyek nagyobb valószínűséggel kapcsolódtak a sokkal kisebb méretű szubtrópusi/trópusi viharhoz és az azt körülvevő csapadékkarokhoz. Ebben az időszakban a legtöbb helyen 50 mm körül alakultak a legnagyobb 3 napos összegek, de Olaszországban helyenként 70-90 mm is előfordult. Feltételezhető továbbá, hogy a partotérés közelében fekvő településeken néhol a 100 mm-t is elérhette vagy meghaladhatta a teljes csapadékmennyiség.

A ciklonhoz kapcsolódóan nem volt elérhető hullámmagasság mérés vagy szemtanúk által készített videó.

Hely	Minimális tengerszinti légnyomás		Maximális szélsebesség
Hely	Nap / idő [UTC]	Légnyomás [hPa]	Nap / idő [UTC]	Szélsebesség [km/h (csomó)]	Széllökés [km/h (csomó)]
Ibiza / Es Codola (Sp. / Baleár-sz.)	11.30. / 14:00	988,8	11.30. / 14:00	48 (426	80 (43)
Ibiza / Es Codola (Sp. / Baleár-sz.)	11.30. / 16:00	988,3	11.30. / 16:00	15 (8)
Palma de Mallorca / Son St. Joan (Sp. / Baleár-sz.)	12.01. / 01:00	992,3
Menorca / Mahon (Sp. / Baleár-sz.)	12.01. / 06:00	990,1	12.01. / 06:00	19 (10)
Menorca / Mahon (Sp. / Baleár-sz.)	12.01. / 16:00	993,7	12.01. / 16:00	54 (29)	80 (43)
Decimomannu (Ol. / Szardínia)	12.02. / 06:00	994,3
Guspini (Ol. / Szardínia)	12.02. / 06:00	993,5	02 / 06:00	20 (11)
Capoterra (Ol. / Szardínia)	12.02. / 06:30	994,7
Capo Carbonara (Ol. / Szardínia)			12.02. / 06:55	70 (38)
Capo Carbonara (Ol. / Szardínia)			12.02. / 10:55	70 (38)
Capo Carbonara (Ol. / Szardínia)	12.02. / 11:55	996,0	12.02. / 11:55	61 (33)
Capo Bellavista (Ol. / Szardínia)	12.02. / 12:55	994,5
Ponza (Olaszo.)	12.03. / 00:00	1000,3	12.03. / 00:00	43 (23)
Pratica Di Mare (Olaszo.)	12.03. / 05:55	1000,7	12.03. / 05:55	41 (22)	63 (34)
Civitavecchia (Olaszo.)	12.03. / 09:00	997,2	12.03. / 09:00	31 (17)
Vigna Di Valle (Olaszo.)	12.03. / 10:00	1000,6	12.03. / 10:00	35 (19)
Vigna Di Valle (Olaszo.)	12.03. / 11:00	1001,6	12.03. / 11:00	41 (22)
Viterbo (Olaszo.)	12.03. / 11:55	1001,2	12.03. / 11:55	48 (26)	70 (38)
Valentano (Olaszo.)	12.03. / 12:00	1000,0
Orvieto (Olaszo.)	12.03. / 13:30	1001,8	12.03. / 13:30	48 (26)	79 (43)
Marsciano (Olaszo.)	12.03. / 14:00	1001,0

2. táblázat - Válogatott szárazföldi légnyomás- és szélmérések a Xandra ciklonhoz kapcsolódóan

Nap / idő [UTC]	Hajó azonosító jele	Szélesség [°É]	Hosszúság [°K]	Szélirány [°]/ szélsebesség [km/h (csomó)]	Légnyomás [hPa]
11.30. / 00:00	WKAB	36,9	1,3	330 / 11 (6)	996,6
11.30. / 11:00	BAREU66	39,2	0,8		988,9
11.30. / 12:00	DGHX	37,5	3,4	220 / 67 (36)	996,0
11.30. / 17:00	TBWUK47	36,9	0,6	260 / 65 (35)	998,8
11.30. / 18:00	BATFR46	39,4	1,0	010 / 46 (25)	991,9
12.01. / 00:00	DGHX	36,6	-0,8	250 / 70 (38)	999,0
12.01. / 02:00	ZCEF3	41,5	4,5	090 / 33 (18)	995,6
12.01. / 06:00	3ECJ7	37,8	7,1	240 / 43 (23)	1000,0
12.02. / 02:00	BATFR21	42,2	7,4	050 / 48 (26)	999,9
12.02. / 13:00	BATFR11	38,2	8,6	250 / 48 (26)	989,9
12.02. / 14:00	BATFR11	38,4	8,9	250 / 46 (25)	999,4
12.02. / 20:00	C6WK7	40,8	13,4	090 / 50 (27)	1003,0
12.03. / 01:00	C6WK7	41,6	12,0	070 / 61 (33)	1002,0

3. táblázat - Válogatott hajók általi mérések a Xandra ciklonhoz kapcsolódóan

Hely	Csap. 12.01. [mm]	Csap. 12.02. [mm]	Csap. 12.03. [mm]	Teljes csapadék [mm]
Decimomannu (Ol. / Szardínia)	23,0	22,0	0,0	45,0
Capo Bellavista (Ol. / Szardínia)	6,0	18,0	0,6	24,6
Capo Carbonara (Ol. / Szardínia)	9,0	6,0	0,8	15,8
Olbia / Costa Smeralda (Ol. / Szardínia)	0,0	11,6	0,0	11,6
Capo Frasca (Ol. / Szardínia)	4,0	0,0	2,2	6,2
Alghero (Ol. / Szardínia)	1,0	0,0	1,4	2,4
Capo Caccia (Ol. / Szardínia)	0,4	1,0	0,8	2,2
Pertusato (Fr. / Korzika)	2,6	0,8	37,5	40,9
Figari (Fr. / Korzika)	8,1	0,0	9,5	17,6
Solenzara (Fr. / Korzika)	0,4	0,0	6,6	7,0
Frosinone (Olaszo.)	5,0	36,0	52,0	93,0
Grazzenise (Olaszo.)	9,0	66,0	0,2	75,0
Róma / Ciampino (Olaszo.)	38,0	21,0	3,4	62,4
Róma / Fiumicino (Olaszo.)	31,6	22,8	3,8	58,2
Frontone (Olaszo.)	4,0	16,0	38,0	58,0
Radifocani (Olaszo.)	9,0	0,2	46,0	55,2
Viterbo (Olaszo.)	16,0	3,0	17,0	36,0
Civitavecchia (Olaszo.)	9,0	9,0	15,0	33,0
Ponza (Olaszo.)	0,0	25,0	7,0	32,0
Forli (Olaszo.)	0,6	1,0	26,0	27,6

4. táblázat - Válogatott csapadékadatok a Xandra ciklonhoz kapcsolódóan

Reanalízis adatok:
A Xandra ciklon az ECMWF ERA5 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 29. 00 UTC-től december 3. 21 UTC-ig terjedt, itt azonban csak két kiválasztott időpont kerül feltüntetésre. Ezek közül az első november 30. 12 UTC, amikor a még mérsékelt övi ciklon meleg magvúként záródó okklúziót alakított ki, a második pedig december 03. 06 UTC, amikor elérte a legnagyobb intenzitását trópusi viharként. A teljes időszak térképeiből készített animáció megtekinthető az alábbi videón:

A korábban említettek alapján a ciklon egy gyengülő atlanti légörvény peremén alakult ki, a szinoptikai körülmények azonban rendkívül kedvezőek voltak számára. A magasban egy futóáramlás húzódott a fejlődő alacsony nyomású rendszer felett, mely kedvező magassági divergenciát generált. Emellett 300 hPa-on egy erőteljes potenciális örvényességi szalag is a térségbe helyeződött délnyugat felől, továbbá a jelentős hőmérsékleti gradiens (baroklinitás), a 850 hPa környékén érkező relatív örvényességi advekció és egy meleg, nedves szállítószalag (MNSZ) is segítette a ciklogenezist november 29-én, illetve a légörvény gyors kimélyülését 30-án. Utóbbi napon a ciklon meleg magvúként záródó okklúziót alakított ki, mely a 850 hPa-os ekvivalens potenciális hőmérséklet (EPH), valamint az 500-1000 hPa-os és 200-1000 hPa-os rétegvastagság térképeken is jól megmutatkozott. A folyamatot segítette a ciklonközpontba "felcsavarodó" magassági potenciális örvényességi szalag is, a meleg mag hatására pedig az alacsonyabb szinteken is létrejött egy gyengébb pozitív örvényességi anomália, ami a vertikális metszeten megfigyelhető volt. Ebben az időszakban egy magassági ciklon helyeződött Xandra fölé, melynek köszönhetően jelentősen gyengült a környezetében a vertikális szélnyírás, az áramlás viszont továbbra is divergens jellegű maradt felette. A ciklon erősödésével annak magja körül határozottabb lett a 850 hPa-os relatív örvényesség és a feláramlásra utaló (negatív) vertikális sebesség is, ugyanakkor keletre még látható volt egy hosszan elnyúló frontálzóna a nagyobb hőmérsékleti (rétegvastagság-) gradiens mentén, az MNSZ nyugati peremén. December 1-jén ez a frontrendszer keletebbre tolódott és fokozatosan gyengült is. A ciklon viszont megtartotta meleg magját, és a 850 hPa-os relatív örvényesség még koncentráltabbá vált, viszont a feláramlások gyengültek. A magassági ciklon egyre inkább kiterjedt északkelet felé, amint a futóáramlás a Földközi-tenger középső és déli területei fölé helyeződött át, így Xandra továbbra is gyenge nyírású és többnyire közepes erősségű magassági divergenciával jellemzett környezetben maradt. Eközben a potenciális örvényesség viszont jelentősen gyengült felette a magasban.

December 2-án a ciklon struktúrája átmenetileg szervezetlenebbé vált, amint áthaladt Szardínia felett. A meleg mag mind az EPH, mind a rétegvastagság térképek alapján gyengült, és DNy-ÉK irányban elnyúlttá vált, továbbá a 850 hPa-os relatív örvényesség mező is hasonló megjelenést vett fel. A nap második felében, illetve 3-án egy nyugat felől közeledő, a 300 hPa-os szélmezőn jól analizálható magassági rövidhullámú teknő előoldalán a ciklontól északra kissé megerősödött a déli, délnyugati szél, mely hozzájárult a már említett pólusirányú szétáramlási csatorna létrejöttéhez. Az éjjeli és reggeli órákban a meleg mag és az alacsonyszintű relatív örvényesség ismét határozottabb és szimmetrikusabb megjelenésű lett, illetve erősödtek a feláramlások is. Ebben az időszakban a ciklon felett már nem volt érdemi potenciális örvényességi anomália, csak a nyugat-délnyugat felé elhelyezkedő rövidhullámú teknőhöz kapcsolódva, a ciklonközpontban az alacsonyabb szintű örvényességi torony azonban meglehetősen gyenge és sekély maradt.