תנאים דינאמיים ותרמו-דינאמיים בסקאלה סינופטית כמאפייני יחסי גשם - ברקים באגן הים התיכון

1. תנאים דינאמיים ותרמו-דינאמיים בסקאלה סינופטית כמאפייני יחסי גשם - ברקים באגן הים התיכון נעם חרץ (1), ברוך זיו (2), יואב יאיר (2), ואורי דיין (1) מהאוניברסיטה העברית (1), והאוניברסיטה הפתוחה (2) This research was conducted in the framework of the FLASH project, of the EU 6th framework program 036852 contract number

2. פרויקט ה-FLASH • פרויקט ה-FLASH נועד לבצע תצפיות, אנליזה וסימולציה של סופות ברקים באגן הים התיכון על מנת לחזות התפתחות שיטפונותולבדוק את הקשר בין הגשם והברקים. • לצורך זה נבחרו 23 אירועי שיטפון-בזק (flashflood) בין 2001 ל-2007 מ-ספרד, איטליה, יוון, קפריסין וישראל. • אירועים אלה לוו בשיטפון בינוני או חמור, נחקרו מבחינה הידרו-מטאורולוגית ברזולוציה מרחבית גבוהה תוך שימוש בנתוני גשם, מכ"ם, ברקים ותמונות לוויין.

3. גורמים דינאמיים ותרמו-דינאמיים • שתי הסקאלות לשיטפונות • הדינאמי (סינופטי) =עלית אויר בסקאלה של עשרות קילומטרים. • התרמו-דינאמי (אי יציבות אטמוספרית) = עלית אויר בסקאלה של קילומטרים בודדים. • עלית אוויר הקשורה למערכת סינופטית (שקע) היא בסדר גודל של מספר ס"מ לשנייה, תרמו-דינאמית אף למטר בשנייה ויותר. • מטרת המחקר לאמוד את תרומת אי היציבות בהשוואה למרכיב הדינאמי (עלית אויר) ליצירת גשם באירועי שיטפון אלה.

4. מהות האינדקסים המטאורולוגיים האינדקסים המטאורולוגיים הם חישוב מספרי פשוט המבוסס על מספר משתנים מטאורולוגיים. אינדקסים תרמו-דינאמיים מבוססים על אי יציבות אטמוספרית, מפל טמפרטורות בגבהים שונים באטמוספרה, הרמת חבילת אוויר בגבהים שונים, השוואת מפלי טמפרטורות לאורך האטמוספרה, אך גם, במורכבים שבהם, אספקת לחות. האינדקסים הדינאמיים מבוססים בעקר על אספקת לחות, שטפי לחות באטמוספרה אך גם תנועה אנכית של עלית וירידת אוויר.

5. האינדקסים המטאורולוגיים העיקריים • האינדקסים התרמו-דינאמיים המקובלים עד היום הם: • אינדקס ,Showalter LI=Lifted index , • SLI=Surface lifted index (אינדקס Means), • אינדקס KI • CAPE= Convective Available Potential Energy. • האינדקסים הדינאמיים המקובלים עד היום הם: • SDI :Synoptic Dynamic Index המבוסס על התנועה האנכית בגובה 600 הקטו-פסקאל, • SH1000 = 1000hPa Specific Humidity • PW= Precipitable Water Content .

6. K Index (KI) Saturation deficit Precipitable water Lapse rate כאשר משתמשים באינדקס בקיץ לארץ מקבלים 20% סופות רעמים אך למעשה שכיחותם 0%

7. Modified KI (MKI) מכיל את מרכיב הלחות ברום הנמוך והבינוני Rel. Humidity, restraining factor כאשר הלחות היחסית גבוהה הערכים דומים. בשימוש בתנאי הקיץ בארץ הערכים שואפים לאפס.

8. Rain Dynamic Index (RDI) מייצג את פוטנציאל הגשם (אינדקס מקורי) Vertical velocity Precipitable water

9. בסיסי נתונים • המוצר: מפות אינדקסים בתוכנת GRADS. • רזולוצית זמן: שש שעות. • מודל ה-Reanalysis של :NCEP/NCAR רזולוציה של 2.52.5° תוצאות לא משביעות. • שפור: נתוני ECMWF – רזולוציה 0.50.5° תמונה מזו-מטאורולוגית

10. המחשת רזולוצית בסיס הנתוניםMKI 02 Apr, 06 UTC NCEP ECMWF

11. Synoptic maps 020400 UTC אירוע ה-1-2 באפריל 2006 (Morin et al-2007) סופה בשני גלים, מרכז הארץ ורמות מנשה עוצמות גשם עם חזרה של פחות מ-1%, נמדדו הן בירושלים והן בוואדי ערה. • שיא הסופה אירע כאשר השקע היה כבר הרחק ממזרח לנו וגם קו ציר האפיק כבר עבר אותנו ומבטא הולכת וורטיסיטי שלילית והעדר תמיכת רום

12. שלב ראשון 02 April 2006 00UTC MKI DRI RADAR התאמה טובה עם נתוני הגשם

13. Case I: 1-2 April 2006, Vadi Ara, Israel שלב שני גשמי עוז ושיטפון בואדי ערה DRI MKI RADAR התאמה טובה עם נתוני הגשם MKI דומיננטיות של

14. אירוע 2: השיטפון בנחל אלכסנדר ב-8-9 בפברואר 2006 • שקע קפריסאי מצפון גרם לגשמים עזים בעקר באזור השומרון שהחלו בשעות הערב של ה-8 בפברואר ונמשכו כל הלילה • גרמו לשיטפון ונזקים בנחל. • הנתונים מובאים בשקופית הבאה ומהם ניתן ללמוד שיש מתאם טוב בין האינדקסים לאירוע

15. Case II: 8-9 February 2006, Nahal Alexander שקע עמוק מצפון לישראל. מביא אספקת אוויר לח ובלתי יציב ממערב. DRI RADAR גשם עז ושיטפון במרכז הארץ. האינדקסים בהסטה צפונה. MKI

16. אירוע 3: וולוס יוון 9-11 באוקטובר 2006 • בתאריכים של ה-9 עד ה-11 באוקטובר היו גשמים עזים וממושכים בעקר במזרח יוון עם ערכים של 235 מ"מ בוולוס רק ביממה של ה-9 לאוקטובר. • היה גם גשם עז בצפון יוון ובכריתים. • עקב כך נגרם שיטפון עז בקניון של וולוס.

17. Lightning Case III: 10 October 2006, Volos, Greece שקע רום עמוק ונייח מעל דרום יוון. בקרקע אפיק ים סוף עם ציר מערבי DRI MKI התאמה טובה בין האינדקסים ונתוני הגשם. דומיננטיות DRI

18. מסקנות • שלשת האירועים שנבדקו מראים מתאם מרחבי ועיתי טוב בין פיזור האינדקסים והגשם, אם כי באירוע של נחל אלכסנדר יש הסטה צפונה של האינדקסים בכ-50 ק"מ. • התאמה זו מעודדת אותנו להמשיך בחקר אירועי שיטפונות נוספים בים התיכון, לשם הבנה טובה יותר של תהליכים אטמוספריים המניבים גשמי זעף וברקים באזור והקשר ביניהם. • בהמשך, תיבדק יעילות השימוש באינדקסים אלה לאזורים נוספים, ואף בדיקת יעילותם ככלי לחיזוי גשם עז ושיטפונות.