Így alakul ki a jégeső: ezért hullhat jég a nyári hőségben

Állítsd be, hogy a Kárpátinfo az elsők között legyen a Google híreiben

Bár a nyár a forróságról ismert, éppen ebben az évszakban alakulnak ki a leghevesebb jégesők. A jelenség hátterében erős zivatarok, hatalmas feláramlások és a magasban uralkodó fagyos hőmérséklet áll. Mutatjuk, hogyan keletkeznek a jégszemek, miért lehetnek akár teniszlabda méretűek, és hogyan próbálják csökkenteni a jégkárokat.

Tikkasztó meleg ide vagy oda, a nyári időszak legkellemetlenebb, legrettegettebb velejárója sokak számára nem a hőség, hanem a riasztó robajjal lezúduló, tetőket és ablakokat egyaránt szétverő időjárási jelenség: a jégeső. Bár furcsának tűnhet, hogy pont nyáron hullanak jégszemek a magasból, a jégeső kialakulása komplex, de tudományosan jól leírható folyamatokra vezethető vissza.

Tikkasztó meleg ide vagy oda, a nyári időszak legkellemetlenebb, legrettegettebb velejárója sokak számára nem a hőség, hanem a riasztó robajjal lezúduló, tetőket és ablakokat egyaránt szétverő időjárási jelenség: a jégeső. Bár furcsának tűnhet, hogy pont nyáron hullanak jégszemek a magasból, a jégeső kialakulása komplex, de tudományosan jól leírható folyamatokra vezethető vissza - írja az origo.hu.

A jégeső kialakulása meglepően komplex folyamat

A jégeső a csapadék egy sajátos, szilárd formája, amely akkor jön létre, amikor a zivatarban jelen lévő intenzív feláramlások a légkör extrém hideg rétegeibe esőcseppeket szállítanak magukkal. Ezek a vízcseppek a fagyos magasságokban szilárd halmazállapotúvá fagynak, majd miután kellően megnőttek, a vihar leáramlásába kerülve hullanak a felszínre.

Ez a folyamat mindig konvektív felhőhöz, az esetek döntő többségében Cumulonimbushoz, vagyis zivatarfelhőhöz kötődik.

• Érdekesség, hogy a meteorológia csak akkor beszél hivatalosan jégesőről, ha a lehulló jégdarabok átmérője eléri vagy meghaladja az 5 millimétert. Ennél kisebb méret esetén egyszerű jégdaráról van szó. 

A jégszemek növekedése többnyire apró, fagyott vízcseppeken, illetve hópelyhek összetömörödéséből létrejövő finom jégszemcséken, graupelszemeken (hódarán) indul meg. Nem ritka az sem, hogy a jégszem magja egy teljesen idegen anyag: kavics, falevél, gallydarab vagy akár egy szerencsétlenül járt rovar, amelyet a vihar heves feláramlása rántott fel a magasba.

A növekedésnek alapvetően két fő mechanizmusa van:

• Nedves növekedés: amikor a környezet fagypont alatti, de nem extrém hideg, a jégszem a túlhűlt vízcseppel ütközve lassan fagy meg. A lassú fagyási folyamat miatt a légbuborékoknak van idejük kiszökni a vízből, így az újonnan létrejött jégréteg tiszta és átlátszó lesz. 
• Száraz növekedés: ha a környező levegő nagyon hideg, a túlhűlt vízcsepp az ütközés pillanatában azonnal ráfagy a jégrészecskére. Ekkor a buborékok csapdába esnek és belefagynak a jégszembe, ami opálossá, átlátszatlanná teszi a réteget. 

Hogy alakul ki a jégeső?

Hiába tűnik félelmetesnek a lentről látható felhőzet, nem minden zivatar hoz jeget magával. Számos szigorú feltételnek kell teljesülnie a felhőkben ahhoz, hogy a jégeső kialakuljon.

Kutatások alapján a jégeső legnagyobb eséllyel akkor jön létre, ha az ún. nedves hőmérséklet nulla fokos izotermájának magassága pontosan 2200 és 2800 méter közé esik. Ha ez a fagyási szint túlságosan magasan húzódik, a jégszemek a hosszú zuhanás során még a földet érés előtt egyszerűen elolvadnak.

A troposzféra középső rétegeinek szárazabb levegője is kedvezően hat a jég növekedésére. Ezzel szemben, ha a felhőzet nedvesebb levegővel keveredik, a jégszemek nem tudnak rendesen megfagyni; ehelyett laza, latyakos tömeggé alakulnak, amelyek esés közben könnyedén szétporladnak, vagy teljesen elolvadnak. 

A feláramlás szerepe a jégeső kialakulásában

A zivatar feláramlása képes legyőzni a Föld gravitációját, és a magasban, a túlhűlt vízcseppek régiójában tartja a jégszemet, amíg az növekszik. Minél nagyobb a jégszem, annál erősebb szélre van szükség a megtartásához. Míg a legkisebb jégszemek képződéséhez mindössze 36–54 km/h-s feláramlás kell, egy golflabda méretű (2–2,5 cm) jégszemhez már 88 km/h, egy softball méretűhöz pedig elképesztő, 160 km/h-t meghaladó szélsebesség szükséges.

Éppen a szükséges hatalmas erők miatt a zivatarlánc és a szupercellás zivatar a leggyakoribb jégtermelő.

A szupercellák különösen veszélyesek, mert a belsejükben uralkodó óriási feláramlások és a vertikális szélnyírás miatt a jégszemek többször is visszakerülhetnek a feláramlási csatornába.

A jégszem hullása akkor kezdődik meg, amikor a jég súlya meghaladja a feláramlás emelőképességét, vagy amikor a zivatarcella leáramlási zónájába kerül.

• Érdemes tudni, hogy a zuhanás során jelentős lemorzsolódás történik: az aprózódás és a zivatar alatti melegebb légrétegeken való áthaladás miatt a zivatarfelhőben keletkezett jégszemek 40–70%-a még a földet érés előtt elolvad.

Milyen méretű jégszemek vannak?

Ha lehetőségünk van felvágni egy nagyobb jégszemet, megfigyelhetjük annak hagymához hasonló, réteges szerkezetét. A fák évgyűrűihez hasonlóan ezek a koncentrikus körök arról árulkodnak, hogy a jégrög hányszor sodródott fel és le a viharfelhő feláramlási csatornájában a különböző hőmérsékletű és nedvességű zónákon keresztül. 

Méretüket tekintve a magyarországi, jégeső-elhárítással is foglalkozó NEFELA rendszer besorolása alapján a skála a búzaszem (3–4 mm) nagyságtól indul, majd következik a borsószem (5–8 mm), a mogyoró (9–12 mm), a cseresznye (13–18 mm), a dió (19–25 mm), a golflabda (26–35 mm) és végül a teniszlabda nagyság (36–50 mm).

Az igazi óriás jégszemek azonban még ezeken az 5 centiméteres rögökön is túltesznek: a világ legnagyobb jégszemét az Egyesült Államokban, a dél-dakotai Vivian városában regisztrálták 2010-ben, melynek átmérője elérte a 20 centimétert, tömege pedig 0,88 kilogramm volt. A világ legnehezebb jégrögét, egy 1,02 kilogrammos példányt Bangladesben (Gopalganj) dokumentálták 1986-ban.

Jégkár és pusztítás

A jégeső hatalmas pusztítást okozhat: tönkreteszi a gépjárművek karosszériáját, betöri a szélvédőket, átszaggatja az épületek tetőzetét és tetőablakait. A légi közlekedésben is a legkritikusabb veszélyforrások egyike; a lezúduló jégdarabok másodpercek alatt tönkretehetik a repülőgépeket.

A mezőgazdaságban a jégverés okozta sérüléseken keresztül a kórokozók és kártevők könnyen megtámadják a növényeket, amelyek ezáltal visszamaradnak a fejlődésben. Tragikus módon a jégeső személyi sérülésekkel, extrém esetekben halálos áldozatokkal is járhat –

a bangladesi Gopalganjban a már említett hatalmas jégdarabok 92 ember életét követelték.

Jelentősebb jégeső Magyarországon

Bár hazánk klímája alapvetően mérsékeltebb, rendkívül heves jégverés nálunk is előfordul. Az utóbbi évtizedek legemlékezetesebb vihara 1987. július 25-én csapott le az országra. Az esemény során az ország déli területein – többek között Baranya, Somogy és Tolna vármegyében – három egymást követő szupercella söpört végig mintegy 100 km/h-s sebességgel. A 3–5 centiméteres jégszemek mindent letaroltak: a károk miatt Siklóson a várat, Harkányban pedig a strandot több napra be is kellett zárni. 

Szintén történelmi csapás volt a 2012. június 9-i eset, amikor a Dunántúl délnyugati részét elérő heves zivatarcella fél órán át diónál nagyobb jeget ontott magából. A vihar szinte teljesen megsemmisítette az őszi búzát és árpát, szó szerint kiverve a szemeket a kalászokból. A jégverés erejét jól demonstrálja, hogy a kárfelmérés során a fóliasátrakon négyzetméterenként 120–150 jégverésnyomot számoltak össze. 

Védekezés jégeső ellen

A történelem során már többször próbáltak védekezni a jégeső ellen. 1896-ban például egy hatalmas hangerejű viharágyút mutattak be. Az eszköz létrehozását az a feltevés alapozta meg, hogy a robbanás keltette lökéshullámok szétzúzzák a jégszemeket a felhőkben. Bár hosszú évtizedekig kísérleteztek vele, végül be kellett látni, hogy a módszer tudományosan megalapozatlan és gyakorlatilag teljesen hatástalan.

A tudományos áttörést a mesterséges felhőmagvasítás hozta el.

A folyamatot Vincent Schaefer amerikai tudós fedezte fel 1946-ban, amikor ködkamrájában megfigyelte, hogy a szárazjég hatására mesterséges csapadék képződik. Később bebizonyosodott, hogy más vegyületek, különösen a vízben nem oldódó ezüst-jodid (AgI) is kiválóak erre a célra, mivel kristályszerkezetük nagyon hasonlít a természetes jégkristályok felépítéséhez.

A ma üzemelő jégeső elhárító rendszer azt a célt szolgálja, hogy milliárdnyi mesterséges jégképző magvat juttasson a viharfelhőbe. Ezen apró részecskék hatására jóval több jégszemkezdemény alakul ki, amelyek ezután versenyezni kezdenek a felhőben lévő korlátozott mennyiségű folyékony vízcseppért.

A mesterséges beavatkozás nyomán ugyan több jégdarab képződik, mint természetes körülmények között, de ezek mérete kisebb lesz. Ráadásul az esési sebességük is alacsonyabb. Mivel így több időt töltenek a pozitív hőmérsékletű alsóbb légrétegekben, a legtöbbjük már a földet érés előtt esővé olvad.