Trąby powietrzne w Polsce

Opracowanie:
Natalia Pilguj, IMGW-PIB CMM
Artur Surowiecki, IMGW-PIB CMM
Piotr Szuster, IMGW-PIB CMM
Karina Kózka, IMGW-PIB CMM

Czym są trąby powietrzne?

Trąba powietrzna/tornado, to rotująca kolumna powietrza rozciągająca się od podstawy chmury konwekcyjnej do powierzchni ziemi, często wraz z krążącymi cząstkami stałymi (pył, gruz) lub cząsteczkami wody (w zależności od obszaru, nad którym występuje). Trąbom powietrznym towarzyszy zazwyczaj lej kondensacyjny, który powstaje w strefie obniżonego ciśnienia związanej z tymi zjawiskami, gdzie dochodzi do rozprężania powietrza, następnie do jego schładzania i kondensacji. Obecność leja kondensacyjnego nie jest konieczna, aby zaklasyfikować zjawisko jako trąbę powietrzną. W zależności od rodzaju powstawania wyróżniamy:

Trąby powietrzne związane z mezocyklonem – występują, gdy chmurę Cumulonimbus (Cb) charakteryzuje obecność rotującego prądu wstępującego, określanego mianem mezocyklonu. Wówczas taką komórkę burzową określamy mianem superkomórki burzowej. Trąby powietrzne związane z mezocyklonem są najsilniejszą spotykaną formą tego zjawiska, ponieważ przemieszczając się często na znaczne odległości powodują ogromne spustoszenia, także stanowią duże zagrożenie dla zdrowia i życia.

Trąby powietrzne niezwiązane z mezocyklonem – występują w obrębie rozwijających się chmur Cb, pod wpływem obserwowanej wirowości w dolnej troposferze (związanej z występowaniem zbieżności wiatru i pionowych ruchów powietrza). Zaliczamy do nich trąby lądowe (landspout) i wodne (waterspout). Trąby wodne najczęściej powstają późnym latem i wczesną jesienią nad ciepłymi wodami dużych akwenów, gdy po okresie bardzo ciepłej pogody napłynie zdecydowanie chłodniejsza masa powietrza. W Polsce niemal co roku w okresie od lipca do września trąby wodne obserwowane są w rejonie strefy brzegowej Morza Bałtyckiego.

Do określenia intensywności trąb powietrznych wykorzystywane są skale pozwalające szacować prędkości wiatru na podstawie spowodowanych przez nie szkód. W tym celu jeszcze do niedawna powszechnie wykorzystywano sześciostopniową skalę Fujity (F0-F5)[1]. Obecnie w związku z licznymi ograniczeniami stopniowo odchodzi się od stosowania oryginalnej skali Fujity na rzecz jej modyfikacji takich jak EF (Enhanced Fujita Scale) oraz IF (International Fujita Scale). Zmodyfikowane skale dokładnie precyzują, jaki typ i stopień zniszczeń odpowiada danej kategorii intensywności trąby powietrznej. Stosowane są w nich wskaźniki potencjalnej prędkości wiatru w wirze oparte na stopniach zniszczeń (Degrees of Damage, DoD) występujących w danym typie zabudowy lub formie użytkowania terenu (Damage Indicators, DI). Najsłabszym trąbom powietrznym towarzyszą prędkości wiatru od 65 km/h, kiedy w tych najsilniejszych wiatr może osiągać ponad 400 km/h.

Gdzie i jak często występują?

W bazie European Severe Weather Database (ESWD)[2] w okresie 2010-2023 zarejestrowanych jest 226 przypadków występowania trąb powietrznych w Polsce (o statusie QC0+, czyli wstępnie zweryfikowanych). W zależności od siły zjawiska, w rozważanym okresie odnotowano 2 sytuacje z trąbami o sile F3 (prędkość wiatru szacowana na 254–332 km/h), 27 o sile F2 (181–253 km/h), 47 o sile F1 (117–180 km/h) i 24 sytuacji występowania trąb powietrznych o sile F0 (64–116 km/h). W przypadku pozostałych 126 sytuacji nie określono intensywności zjawiska, co dotyczy przede wszystkim trąb występujących w obrębie Bałtyku, które nie powodując szkód nad powierzchnią wody nie mogą zostać sklasyfikowane.

W rozważanym okresie, trąby powietrzne w Polsce najliczniej występowały w rejonie Wybrzeża (Ryc. 1), szczególnie w miesiącach jesiennych (wrzesień-październik), kiedy najczęściej występują warunki sprzyjające powstawaniu trąb wodnych. Trąby występujące w obrębie lądu najczęściej pojawiały się w centrum oraz na południu i południowym wschodzie kraju. W rozkładzie przestrzennym występowania trąb powietrznych w Polsce przedstawionym na Ryc. 1 należy zwrócić uwagę na duże zagęszczenie przypadków występujące w woj. wielkopolskim, które jest związane z sytuacją z dnia 17.02.2022. Tego dnia na terenie Polski wystąpiło aż 27 trąb powietrznych, z czego 15 z nich zostało zaklasyfikowanych jako zjawiska o sile F2. Większość trąb powietrznych odnotowanych tego dnia miała miejsce na wschodzie i południu woj. wielkopolskiego. Sytuacja ta została szczerzej omówiona w końcowej części opracowania.

Ryc. 1. Rozkład przestrzenny występowania trąb powietrznych w Polsce w latach 2010-2023. Oprac. własne na podstawie danych European Severe Weather Database.

Na podstawie liczby trąb powietrznych z okresu 2010-2023, można stwierdzić, że każdego roku w Polsce występowało ich co najmniej 10 (Ryc. 2). Wyjątkiem jest rok 2015, kiedy odnotowano jedynie 4 przypadki. Najsilniejsze 2 incydenty trąb o sile F3 zarejestrowano w 2012 roku. Z kolei w latach 2021 i 2022 odnotowano wyjątkowo dużą liczbę tych zjawisk (odpowiednio 31 i 33 przypadki). W rozkładzie rocznym trąby powietrzne najczęściej występowały w miesiącach letnich, od maja do września, czyli w miesiącach, w których na obszarze Polski często obserwowane są umiarkowane i duże wartości energii potencjalnej dostępnej drogą konwekcji (CAPE) odpowiedzialnej za rozwój zjawisk głębokiej konwekcji. Należy jednak zwrócić uwagę na możliwe występowanie trąb powietrznych również w porze chłodnej, podczas występowania sytuacji z silnymi pionowymi uskokami wiatru i niskimi wartościami CAPE (tzw. sytuacja High Shear – Low CAPE, HSLC), czego dobrym przykładem jest wcześniej wspominany przypadek z lutego 2022 roku z obszaru Wielkopolski. Jeśli przeanalizować rozkład dobowy występowania trąb powietrznych, to można wskazać, że największa ich liczba rozwijała się po godzinie 12:00, a przede wszystkim w przedziale 15:00-18:00 UTC.

 

Analizując dane z baz typu ESWD, powinniśmy mieć na uwadze niehomogeniczność tych zbiorów danych, związanych z efektywnością raportowania, zarówno w ujęciu przestrzennym, jak i czasowym[3]. Największa liczba raportów pochodzi właśnie z obszaru Europy Środkowej, w tym, z Polski. Ponadto obserwuje się też coraz efektywniejsze raportowanie zjawisk pogodowych wraz z polepszającym się obiegiem informacji i dostępem do mediów.

Ryc. 2. Czasowa zmienność występowania trąb powietrznych w Polsce w latach 2010-2023. Kategoria NO/F0 oznacza sytuacje, gdzie nie określono intensywności lub kategorię F0. Oprac. własne na podstawie danych European Severe Weather Database.

Trąby powietrzne są zjawiskiem lokalnym co oznacza, że mogą powodować znaczące zniszczenia, ale na ograniczonym obszarze. Poniżej przedstawiono wybrane sytuacje występowania silnych trąb powietrznych w Polsce.

Silne trąby powietrzne w Polsce

  • 15 sierpnia 2008 – Trąby powietrzne w woj. opolskim, śląskim i łódzkim

W dniach 15-16 sierpnia 2008 roku wschodnia część kraju znalazła się w zasięgu wilgotnego, gorącego i chwiejnego powietrza, które od zachodu było oddzielone od chłodnego, aktywnym i pofalowanym frontem atmosferycznym. W piątek, 15 sierpnia 2008 po południu w rejonie Bramy Morawskiej rozwinął się ośrodek niskiego ciśnienia, który przyczynił się do znacznego wzrostu dynamiki przepływu mas powietrza na południu i w centrum kraju. To w połączeniu z dużą energią potencjalną dostępną drogą konwekcji zainicjowało rozwój burz superkomórkowych, które szybko zorganizowały się w mezoskalowy układ konwekcyjny. Jedna z superkomórek była szczególnie silna. Powstała w rejonie Strzelec Opolskich, gdzie bardzo szybko w obrębie jej prądu wstępującego rozwinęła się intensywna rotacja, która następnie zainicjowała rozwój trąby powietrznej na terenie gminy Ujazd. Trąba ta przeszła między innymi przez Kopanine, Dolnicę, Balcarzowice i Błotnicę Strzelecką, docierając do wsi Dąbrówka w woj. śląskim, w gminie Wielowieś. W okolicach Sieroniowic trąba powietrzna przecięła autostradę A4, gdzie podrywała do góry samochody osobowe i ciężarowe[4]. Była to najsilniejsza trąba powietrzna, jaką tego dnia obserwowano w Polsce. Na podstawie wyrządzonych zniszczeń jej intensywność oszacowano na F3, przy czym część z nich charakterystyczna dla prędkości wiatru z górnego zakresu kategorii F3. Nad zachodnią częścią woj. śląskiego doszło do reorganizacji superkomórki. Burza ta jednak bardzo szybko się wzmocniła i wygenerowała kolejną trąbę powietrzną, której pas zniszczeń przebiegał od wsi Rusinowice (gm. Koszęcin) przez rejon Blachowni, zachodnie przedmieścia Częstochowy aż po okolice Mykanowa. W tej ostatniej miejscowości trąba powietrzna przeszła przez drogę krajową nr 1, wywracając autokar przewożący członków Zespołu Pieśni i Tańca “Śląsk”. Zaledwie chwilę później, w rejonie Radomska pojawiła się trzecia tego dnia trąba powietrzna. Kierując się na północ, przeszła kolejno przez teren gmin Gomunice, Gorzkowice i Rozprza, gdzie definitywnie zanikła. Każda ze wspomnianych trąb powietrznych była jak na warunki polskie bardzo silna i cechowała się długim, a miejscami także stosunkowo szerokim pasem zniszczeń. Na skutek trąb powietrznych, tego dnia zginęły 2 osoby[5], a kilkadziesiąt zostało rannych. Ponadto, 1624 budynki uległy uszkodzeniom, z czego 135 z nich w tak dużym stopniu, że podlegały rozbiórce[6].

  • 14 lipca 2012 – Trąba powietrzna w Borach Tucholskim.

Pierwsza połowa lipca 2012 r. w Polsce obfitowała w burze oraz groźne zjawiska im towarzyszące. W dniach od 1 do 8 lipca burze rozwijały się w gorącej, wilgotnej i chwiejnej masie powietrza zwrotnikowego, co skutkowało występowaniem opadów dużego gradu oraz wyjątkowo dużą aktywnością elektryczną burz (aż 3 dni z tego okresu znalazły się wśród 10 dni z największą zarejestrowaną liczbą wyładowań doziemnych w Polsce w latach 2002-2013)[7]. Dodatkowo w dolnej i środkowej troposferze występowało znaczne zróżnicowanie prędkości i kierunku wiatru, co skutkowało dużą trwałością układów burzowych i występowaniem takich form organizacyjnych jak superkomórki i mezoskalowe układy konwekcyjne (MCS). Pod koniec pierwszej dekady lipca ochłodziło się, ale nadal występowały warunki sprzyjające rozwojowi silnych burz. Tak było chociażby 14 lipca, kiedy przez obszar przemieszczał się chłodny front atmosferyczny[8]. Wówczas na strefę umiarkowanie dużych (jak na obszar Polski) wartości energii potencjalnej dostępnej drogą konwekcji nałożyła się strefa dynamicznego przepływu powietrza w dolnej i środkowej troposferze (warunki typu High Shear – Low CAPE). Doprowadziło to do powstania silnej i trwałej superkomórki burzowej, która przeszła przez woj. wielkopolskie, kujawsko-pomorskie i pomorskie. W woj. wielkopolskim burza ta przyniosła silne porywy wiatru wyrządzające miejscami znaczne szkody. Na zachód od Borów Tucholskich, w rejonie miejscowości Gostycyn z burzy superkomórkowej powstała pierwsza tego dnia trąba powietrzna (F1), która miała stosunkowo krótko kontakt z powierzchnią ziemi (szlak zniszczeń po przejściu tej trąby wynosił 4 km). Omawiana superkomórka wygenerowała później trzy kolejne trąby powietrzne. Pierwsza z nich rozwinęła się w rejonie miejscowości Zdroje, przeszła przez okolice Tlenia i straciła kontakt z ziemią w rejonie Smętowa Granicznego, na wschód od Borów Tucholskich. Długość pasa zniszczeń osiągnął 41 km, a intensywność zjawiska oszacowano na F3. Kolejna trąba powietrzna pojawiła się w okolicach Szałwinka i Ryjewa, a chwilę później następny silny wir powietrzny rozwinął się nad południową częścią Sztumu i spustoszył miejscowość Barlewiczki. Bilans skutków wszystkich trąb powietrznych, które wystąpiły 14 lipca 2012 r. to 1 ofiara śmiertelna i 10 osób rannych, 105 zniszczonych budynków[9] oraz 500 ha zniszczonego lasu8[10].

  • 17 lutego 2022 – Linia szkwału i liczne trąby powietrzne na zachodzie, w centrum i południu Polski

Z uwagi na charakterystykę i porę roku wystąpienia, jest to kolejny ekstremalny przypadek niebezpiecznych zjawisk konwekcyjnych, który w ostatnich latach odnotowano na obszarze Polski. W drugiej połowie lutego na Europą wystąpił epizod z silną cyrkulacją strefową. W Polsce był to okres z ciepła i bardzo wietrzną pogodą. W nocy z 16 na 17 lutego z zachodu do Polski dotarł system frontów związany z głębokim niżem, który otrzymał od brytyjskiej służby meteorologicznej MetOffice imię “Dudley”. Na chłodnym froncie atmosferycznym układu rozwinęła się linia szkwału, która zintensyfikowała się w szczególności na zachodzie, w centrum i na południu Polski. Wielokomórkowy układ konwekcyjny rozwinął się w środowisku z niewielką chwiejnością termodynamiczną i bardzo dużą dynamiką przepływu powietrza w dolnej i środkowej troposferze. Dodatkowym czynnikiem wzmacniającym linię szkwału było silne wymuszanie wznoszenia mas powietrznych związane z przejściem zatoki niżowej i chłodnego frontu atmosferycznego oraz obecnością prądu strumieniowego w górnej i środkowej troposferze. Podczas przechodzenia układu występowały liczne wyładowania atmosferyczne, zwłaszcza na obszarze województw lubuskiego, wielkopolskiego, dolnośląskiego, łódzkiego i opolskiego. Dodatkowo w wielu miejscach zaobserwowano silne porywy wiatru, które przyczyniły się do powstania części szkód. W strefie ciągnącej się od północy woj. lubuskiego przez wielkopolskie po woj. łódzkie dodatkowo wystąpiły liczne trąby powietrzne, które spowodowały najpoważniejsze zniszczenia. Najsilniejsze tornado przeszło nad miasteczkiem Dobrzyca (woj. wielkopolskie), w którym uszkodzonych zostało około 60 domów, w tym 5 w stopniu na tyle dużym, że trzeba było je wyłączyć z użytkowania[11]. Intensywność zjawiska, które wystąpiło nad Dobrzycą, oceniono na IF2.5 w międzynarodowej skali Fujity. Ponadto bardzo niebezpieczne zdarzenie miało miejsce w Krakowie, gdzie w południowo-wschodniej części miasta stopniowo słabnąca linia szkwału wygenerowała jeszcze jedną, krótkotrwałą trąbę powietrzną. Zjawisko to przeszło przez plac budowy, powalając żuraw budowlany. W wyniku upadku żurawia śmierć poniosły 2 osoby, a dwie kolejne zostały ranne. Podsumowując, w ciągu zaledwie kilku godzin na obszarze Polski odnotowano wystąpienie aż 27 trąb powietrznych, z czego kategorię intensywności IF2.0 otrzymało aż 15 zjawisk, a jedno otrzymało kategorię intensywności IF2.5. Zdecydowana większość odnotowanych trąb powietrznych była krótkotrwała i charakteryzowała się krótkimi (maksymalnie 3-4 km) oraz wąskimi pasami zniszczeń, co jest typowe dla trąb powietrznych rozwijających się na liniach szkwału. Do 17 lutego 2022 nie był znany przypadek tak zmasowanego wystąpienia trąb powietrznych na obszarze Polski w historii obserwacji.

  1. Fujita T. T., 1971: Proposed characterization of tornadoes and hurricanes by area and intensity. SMRP Research Paper 91, University of Chicago, 45 pp. ↑

  2. https://eswd.eu/ ↑

  3. Groenemeijer, P., Púčik, T., Holzer, A. M., Antonescu, B., Riemann-Campe, K., Schultz, D. M., Kühne, T., Feuerstein, B., Brooks, H. E., Doswell, C. A., Kopper H.-J., Sausen, R., 2017: Severe convective storms in Europe: Ten years of research and education at the European Severe Storms Laboratory. Bulletin of the American Meteorological Society, 98(12), 2641-2651. ↑

  4. https://tvn24.pl/polska/krajobraz-po-nocnych-burzach-ra67861-ls3714449 ↑

  5. Taszarek, M., Gromadzki J., 2015: Deadly Tornadoes in Poland from 1820 to 2015. Monthly Weather Review, 145(4), 1221-1243. ↑

  6. Chmielewski, T., Nowak, H., Walkowiak, K., 2013: Tornado in Poland of August 15, 2008: Results of post-disaster investigation, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 118, 54-60. ↑

  7. Taszarek, M., Czernecki, B., Kozioł, A., 2015: A Cloud-to-Ground Lightning Climatology for Poland. Monthly Weather Review, 143(11), 4285-4304. ↑

  8. Taszarek, M., Czernecki, B., Walczakiewicz, S., Mazur, A., Kolendowicz, L., 2016: An isolated tornadic supercell of 14 July 2012 in Poland—A prediction technique within the use of coarse-grid WRF simulation. Atmospheric Research, 178, 367-379. ↑

  9. https://tvn24.pl/polska/zniszczonych-ponad-100-budynkow-od-jutra-wyplata-zasilkow-ra264966-ls3502893 ↑

  10. https://www.drewno.pl/artykuly/8565,wielkie-sprzatanie-i-liczenie-strat-po-trabie-powietrznej.html ↑

  11. https://www.rmf24.pl/regiony/poznan/news-traba-powietrzna-w-gminie-dobrzyca-10-minut-i-nie-ma-dorobku,nId,5838614#crp_state=1 ↑