Опасные метеорологические явления теплого периода

Май 2024 г. в Пермском крае войдет в историю как один из самых холодных за последние 100 лет. В течение всего месяца погоду в Пермском крае и соседних регионах определяла высотная ложбина, в системе которой происходил почти непрерывный заток арктического воздуха. В первой пятидневке мая наиболее интенсивный заток холода был направлен на Урал и восток Европейской территории России (ЕТР), во второй пятидневке масштабное арктическое вторжение охватило почти всю ЕТР и Урал. Во второй и третьей декаде вторжение холода происходило на Урал и в Зауралье, тогда как на ЕТР под влиянием антициклонов наблюдалось значительное потепление и дефицит осадков. Всего за месяц произошло 8 арктических вторжений, наиболее мощные вторжения отмечались в первой декаде.

Кроме того, очень холодные воздушные массы поступали на акваторию Карского моря извне, со стороны Центральной или Канадской Арктики (и это усиливало последующие затоки холода на Урал). Непрерывный заток холода на Урал также способствовал длительному сохранению снежного покрова в горах и на севере. В Воркуте по данным на 1 июня высота снежного покрова достигает 66 см, в Нарьян-Маре 52 см.

Распределение аномалий температуры воздуха в мае 2024 г. по данным CFS/NCEP

Первая половина мая стала аномально холодной в Пермском крае и в целом в восточной части Европейской территории России (ЕТР). В результате целой серии масштабных арктических вторжений средняя температура воздуха оказалась ниже на 6-7˚, а в районе Кирова на 8˚. Такие продолжительные волны холода с отклонением температуры воздуха от нормы на 7 ˚ и более в теплый период года являются редкостью. В мае последний раз подобное похолодание отмечалось в третьей декаде мая 2002 г. (растянувшись также на начало июня), а вообще в период с мая по сентябрь последний раз наблюдалось в июне 2007 г., когда первая половина месяца также оказалась холоднее нормы на 7˚.

Распределение аномалий температуры воздуха в первой половине мая 2023 г. Данные модели CFS/NCEP

Эпицентр похолодания располагался в районе Кирова, где средняя температура первой половины месяца составила +2,0˚, что ниже нормы на 8,3˚, и даже заметно холоднее нормы первой половины апреля. Это на 1,1˚ холоднее, чем в 1999 г., и на 0,9˚ холоднее, чем в 1952 г. Вероятно, первая половина мая в Кирове стала самой холодной более чем за 100 лет, с 1918 г.

В Пермском крае средняя температура воздуха в первой половине мая составила от +0,1˚ в Усть-Черной до +4,5˚ в Чайковском, а в Перми +3,1˚. Это ниже нормы на севере и на западе края более чем на 7˚, на остальной территории на 6-7˚, в Перми на 6,7˚. В Перми первая половина мая – самая холодная с 1986 г., до этого еще холоднее было в 1952 г. В Чердыни первая половина мая – самая холодная с 1969 г. со средней температурой воздуха +0,6˚.

Днем 4 июня в Березовском и Лысьвенском районах Пермского края наблюдался градовый шторм, от которого пострадали как минимум 4 населенных пункта – Асово и Шестаки в Березовском районе, Кын и Кын-завод в Лысьвенском районе. В зоне градового шторма оказалась и метеостанция Кын. Здесь диаметр градин достигал 41 мм, отмечались порывы ветра до 17 м/с, но количество осадков составило всего 1 мм. Между тем по фотографиям и видеозаписям очевидцев, отмечались не только отдельные крупные градины, но и градовый покров, так что в основную зону шторма метеостанция не попала. Размер отдельных градин был больше куриного яйца (диаметр превышал 60 мм). Ущерб также характерен для случаев очень крупного града – были пробиты лобовые стекла автомобилей, шифер на крышах и сайдинг на стенах домов.

Видео градового шторма в с. Асово Березовского района

Видео градового шторма в с. Кын Лысьвенского района

Размеры градин, выпавших в с. Кын. Фото источник




Последствия града в с. Кын - пробит шифер на крышах. Фото источник



Последствия града в с. Кын - пробит сайдинг. Фото источник

Ветровал от шквала на дороге вблизи с. Кын

22 мая 2022 года во многих районах Пермского края выпадал снег, а на севере и на востоке сформировался временный снежный покров мощностью до 3 см (по данным метеостанции Бисер). Среднесуточная температура воздуха оказалась на 8-10˚ ниже нормы. Похолодание также охватило значительную часть ЕТР, и в ряде регионов (в Кировской области, Республике Коми, Татарстане) оказалось даже сильнее, чем в Пермском крае.

Похолодание в мае 2022 г. по меркам последних лет было сильным и продолжительным. Но между тем, в недавнем прошлом такие похолодания  случались намного чаще. Например, 20-30 лет назад снежный покров во второй половине мая в Перми наблюдался каждые 3-4 года. Холодные вторжения в конце весны всегда были характерной особенностью уральского климата, но в последние годы стали существенно более редкими на фоне глобального и регионального потепления. Да и средняя температура в мае за последние 30 лет выросла на 1-1,5˚. В этом обзоре рассмотрим наиболее значимые похолодания и снегопады в третьей декаде мая в Пермском крае за последние 30 лет.

Десятилетие 1991-2000 гг.

В 1990-е годы мощные арктические вторжение в мае наблюдались часто, а снегопады считались нормальным явлением. Наиболее холодный май наблюдался в 1999 и 2000 гг., причем среднемесячная температура воздуха в мае 1999 г. была ниже нормы на 3-4˚. Но в эти годы снегопады наблюдались в первой  и второй декадах месяца, когда на деревьях еще не было листвы, а третья декада мая обходилась без снега. Мощные арктические вторжение отмечались также в середине мая 1997 и 1998 гг., они сопровождались повсеместными заморозками и небольшими осадками в виде снега, но до сильных снегопадов дело не доходило. Выдающиеся майские похолодания со снегопадами отмечались в третьей декаде мая 1993 и 1996 гг. В обоих случаях первые две декады месяца были достаточно теплыми (особенно в 1996 г.), что способствовало активному развитию растительности и проведению сельскохозяйственных работ перед похолоданиями. Поэтому и ущерб от похолоданий был значительным.

Похолоданию 21-23 мая 1993 г. предшествовал период умеренно теплой погоды с дневной температурой воздуха до +20…+25˚. В то же время над Карским морем копился холодный воздух, который периодически прорывался в Западную Сибирь. Само похолодание протекало в две волны – сначала 19 мая через Средний Урал прошел ныряющий циклон, в тыл которого поступила умеренно холодная воздушная масса с Приполярного Урала. Первый циклон принес умеренные, а на севере края сильные дожди, и в его тылу 20 мая ночная температура понизилась до +1…+6˚, а днем в Перми было еще +12˚ (по северу до +7˚). Однако вслед за первым циклоном над Архангельской областью сформировался второй, и он смещался по более южной траектории, с Кировской области на юг Пермского края и быстро углублялся. Одновременно на Кольский полуостров из Центральной Арктики сместился мощный антициклон, что способствовало вторжению очень холодной воздушной массы (с температурой на изобарической поверхности АТ850 до -12˚) вплоть до центральных районов ЕТР. В этом случае имело место ультраполярное вторжение, так как холод распространялся на ЕТР с северо-востока.

При резком углублении циклона в ночь на 21 мая в центральных районах Пермского края начались сильные осадки в виде дождя, переходящего в снег. Точка окклюзии циклона прошла чуть севернее Перми, и здесь выпало до 40-42 мм осадков (в Чермозе, Ильинском), большая часть которых – в виде мокрого снега. Отмечалось сильное налипание мокрого снега в градации опасного явления (до 49 мм в Чермозе), обрывы проводов и падение деревьев. Все это сопровождалось усилением северо-восточного ветра с порывами до 20 м/с. В Перми при прохождении циклона выпало 33 мм осадков (более половины месячной нормы), утром 22 мая наблюдался снежный покров высотой 5 см. в Бисере высота снежного покрова достигла 10 см.

Аномально холодная погода с повсеместными заморозками и температурой воздуха на 9-12˚ ниже климатической нормы сохранялась еще два дня – 22 и 23 мая, после чего началось постепенное потепление. К 26 мая температура воздуха уже превысила норму. Потепление сопровождалось сильным ветром до 25 м/с в теплом секторе циклона.

Синоптическая ситуация 21 мая 1993 г. в 18.00 ВСВ (приведенное атмосферное давление и температура на 850 гПа). Данные реанализа CFS


 

Осадки и их фаза при прохождении ныряющего циклона в 08.00 ВСВ 21 мая 1993 г. Данные реанализа ERA5

Вечером 4 августа и в ночь на 5 августа при прохождении полярного холодного фронта, которому соответствовало струйное течение со скоростью ветра до 20-25 м/с на изобарической поверхности 700 гПа, в западной части Пермского края и прилегающих районах Удмуртии и Кировской области прошли интенсивные грозы со шквалами и градом. По данным метеостанций, зафиксированы порывы ветра в Верещагино 20 м/с, в Оханске и Добрянке 19 м/с, в Кудымкаре 17 м/с. Количество осадков составило в Гайнах 42 мм, в Кудымкаре 27 мм, в Добрянке 13 мм, на гидропосту Краснокамск 21 мм. Шквалы нанесли ущерб в Краснокамском, Карагайском, Сивинском, Верещагинском и Очерском районах.

Прогноз скорости ветра на 700 гПа на вечер 4 августа по моделди ICON. Сильные шквалы возникли в зоне со скорость ветра на АТ700 70-90 км/ч

Шквалы были связаны с последовательным возникновением вдоль фронта трех мощных кучево-дождевых облаков, как минимум одно из них точно было суперячейкой, два других также имели признаки мезоциклонов, прежде всего долгоживущие пробои тропопаузы. Высота верхней границы облаков по данным ДМРЛ достигала 13-15 км, а температура на верхней границе по снимкам Meteosat-8  опускалась до -65˚. Все облачные системы смещались с ЮЗ на СВ, каждая последующая ячейка имела траекторию восточнее предыдущей.

Первая суперячейка сформировалась над Кировской областью около 11.00 ВСВ. Она была наиболее мощной (ВВГО до 15 км), и вполне могла вызвать не только шквал, но и смерч. Однако пока сведений об ущербе, связанных с ее прохождением, не поступало.

Суперячейка с хорошо развитым мезоциклоном в районе пос. Уни Кировской области 4 августа 2021 г.  источник

27 мая впервые за последние три недели (с 6 мая) температура воздуха в Пермском крае опустилась ниже климатической нормы. Тем самым завершилась рекордная по продолжительности и интенсивности майская волна тепла за всю историю метеонаблюдений на Урале и востоке Европейской территории России (ЕТР). Средняя температура воздуха за прошедшие 20 дней превысила климатическую норму на 6-9˚. В Екатеринбурге среднее отклонение температуры воздуха от нормы за этот период составило 9,3˚, в Перми – 7,7˚. В Екатеринбурге средняя температура за аномально жаркий период 7-26 мая на 1,5˚ превысила климатическую норму июля, в Перми – соответствовала ей. На карте распределения аномалий температуры воздуха с начала месяца хорошо виден этот максимум в районе Екатеринбурга.
 

Распределение аномалий температуры воздуха в период 1-26 мая по данным модели CFS/NCEP

Ранее в мае таких продолжительных и интенсивных волн тепла не было никогда. По продолжительности можно отметить волну тепла 18-31 мая 1991 г., которая затем продлилась потом до середины июня, а по интенсивности – аномально жаркий период в конце мая 1952 г., когда был установлен абсолютный максимум температуры воздуха в мае для Перми (+34,6˚). Однако по средней температуре нынешний май на обширной территории, включая Пермский края и Свердловскую область, станет рекордно теплым.

Ровно 10 лет назад, 7 июня 2009 г. в Пермском крае и Республике Коми произошла редкая по интенсивности вспышка опасных явлений погоды. Было зафиксировано более 10 смерчей (некоторые из них могут соответствовать третьей категории интенсивности по шкале Фуджита), также на обширной территории наблюдались сильные шквалы (≥ 25 м/с), и выпадал крупный град (по свидетельствам очевидцев, в ряде районов диаметр града был с куриное яйцо). Шквалы, смерчи и крупный град нанесли значительный ущерб, прежде всего для лесного хозяйства (в Пермском крае и Республике Коми полностью уничтожено свыше 10 тыс. га лесов и еще тысячи гектаров значительно повреждены), от них также серьезно пострадали несколько населенных пунктов. Следует отметить, что ущерб от смерчей мог быть гораздо больше, если бы они прошли по более населенным районам.

Лишь через несколько лет на основе анализа спутниковых снимков повреждений лесного покрова удалось оценить характеристики смерчей и шквалов, наблюдавшихся 7 июня 2009 г. Выяснилось, что вспышка смерчей входит в пятерку выдающихся случаев для всей Европейской территории России за последние 30 лет. Подобные явления наблюдались 9 июня 1984 г. в Центре Европейской России, 24 июля 1993 г. в Новгородской области, 23 июня 2007 г. на севере Свердловской области и на юго-западе Ханты-Мансийского АО, 2 августа 2017 г. в Тверской области. Для Пермского края событие 7 июня 2009 г. является уникальным  как минимум за последние 35 лет, с 1984 по 2019 гг.
 

Карта ветровалов от шквалов и смерчей 7 июня 2009 г. Общая площадь – примерно 10,2 тыс. га
 


Ветровал от смерча 7 июня 2009 г. на границе Пермского края и Республики Коми

В период 5-14 мая 2019 г. в восточных областях Европейской России и на Урале наблюдалась аномально жаркая погода. В среднем за этот период температура превышала климатическую норму на 8-10°, а в отдельные дни была даже на 4-5° выше июльской нормы. Было установлено множество температурных рекордов, как суточных максимумов, так и абсолютных для всей первой половины мая. Средняя температура за первую половину мая оказалась выше нормы на 6-7 градусов (что также соответствует самым высоким значениям в истории наблюдений)
 

Распределение аномалий температуры воздуха за период 1-17 мая в Европе

В последние годы экстремальные волны тепла в мае на Урале не редкость. Множество температурных рекордов было установлено в период 5-15 мая 2010 г., когда тридцатиградусная жара наблюдалась даже вблизи Полярного круга в Республике Коми. Аномально жарким был период 12-15 мая 2014 г., когда в Екатеринбурге температура повышалась до +31,5°, а в Уфе до +33°, что стало рекордными значениями для первой половины мая. В сравнении с этими недавними случаями, нынешняя волна тепла стала особенно аномальной для Пермского края, Кировской области и юга Республики Коми.

Значительное повышение температуры в регионе началось 4-5 мая под влиянием северной периферии антициклона с Казахстана. В последующие 8-9 дней погоду на Урале определял мощный и устойчивый высотный гребень, в системе которого происходил заток тропического воздуха из Средней Азии сначала на Южный Урал, а затем в Среднее Поволжье.
 

Аномалии геопотенциала АТ500 за неделю 6-12 мая. Виден очень мощный высотный гребень над Уралом, обусловивший заток тропического воздуха

13 сентября 2018 г. в ряде районов Пермского края и Свердловской области наблюдались шквалы. По данным метеостанций, порывы ветра до 20 м/с зафиксированы в Чердыни и Усть-Черной на севере Пермского края, также порывы до 19 м/с отмечались в Ножовке на юге края. Наибольший ущерб был связан с прохождением локального шквала в Красновишерске, в результате которого были повреждены крыши 14 зданий, в том числе социально-значимых объектов. Судя по разрушениям, скорость ветра в Красновишерске была значительно выше, чем в Чердыни, и могла достигать 25 м/с и более.

На основе анализа космических снимков Sentinel-2 за 04.09.2018 и 24.09.2018 выявлены свежие ветровалы в Чердынском и Красновишерском районах. Первый ветровал обнаружен в Чердынском районе в 5 км западнее с. Рябинино. Судя по форме, он вызван прохождением смерча. Ветровал имеет протяженность около 4 км, максимальную ширину до 150-160 м, площадь около 35 га. Траектория его прохождения полностью соответствует  траектории суперячейки, которая затем сместилась на Красновишерск и вызвала локальный сильный шквал в городе в 19.45 по местному времени. Смерч в районе Рябинино мог наблюдаться за 15 минут до этого

Ветровал, вероятно вызванный прохождением смерча  западнее с. Рябинино

20 июня 2018 г. территория Пермского края оказалась под влиянием циклона, смещающегося через север Европейской территории России. Через север края прошел фронт окклюзии, а через южные районы с небольшим интервалом времени прошел сначала теплый фронт, а затем холодный.

Во второй половине дня 20 июня, как и прогнозировалось, при прохождении системы атмосферных фронтов на большей части Пермского края наблюдалось  развитие активной конвекции с ливнями, грозами и шквалами. Местами выпадал мелкий град. Шквал, прошедший через центр Перми, нанес существенный ущерб. В Лысьвенском районе очевидцами зафиксировано облако-воронка, возможно наблюдался смерч.

На севере края ливни и грозы наблюдались при прохождении фронта окклюзии. Дугообразная конвективная система сформировалась юго-западнее Кудымкара и прошла на северо-восток в период между 15.00 и 17.00 местного времени.  В большинстве северных районов края наблюдались ливневые дожди, грозы и шквалы. Выпало до 23 мм осадков (в Гайнах), порывы ветра достигали 19 м/с (в Косе).

Снимок Meteosat-8  за 15.30 по местному времени. Активная конвекция над северо-западом края

В южной половине края грозы наблюдались сначала на теплом фронте и перед ним, а затем  спустя непродолжительное время – на холодном. При этом по центральной части края облачные системы теплого и холодного фронтов объединились (вблизи точки окклюзии). По крайнему югу и юго-западу грозы и шквалы прошли на холодном фронте.

Наиболее сильные порывы ветра отмечены в Чернушке (20 м/с) и Чайковском (19 м/с), в Чайковском выпало 17 мм осадков. В Перми по данным метеостанции выпало 12 мм осадков и наблюдался шквал 16 м/с, в аэропорту – 17 м/с. В центре города около 16.45 по местному времени прошел локальный шквал (нисходящий порыв), который сопровождался сильным ливнем и местами выпадением мелкого града. Шквал наблюдался в зоне осадков в небольшой по площади, но активной конвективной ячейке. Это был так называемый downburst, или нисходящий порыв. Последний раз такой же по происхождению, но намного более сильный шквал прошел в Перми 24 июня 2015 г.

Снимок Meteosat-8  за 16.45 по местному времени Конвективная ячейка, которая вызвала шквал в Перми, выделена кругом

 
Судя по разрушениям, порывы ветра в центре Перми могли превышать 20 м/с

Видео: шквал в Перми 20.06.2018 г

Подборка качественных видеохаписей: ливень и шквал в Перми

Наиболее серьезным последствием шквала в Перми стало частичное обрушение в ресторане на ул. Монастырской. Многочисленные фотографии последствий шквала представлены в городских СМИ, например здесь https://59.ru/text/gorod/444306901221388.html.

Обрушение кирпичной стены, вызванное сильным порывом ветра

При прохождении того же фронта в районе Лысьвы наблюдалось хорошо развитие облако-воронка. НЕ исключено, что мог наблюдаться смерч. Также  есть подозрение на прохождение слабого смерча в районе дер. Липовка )

Funnel Cloud  в Лысьве