Na-analyse, tornadische supercel 19 mei 2015


Na-analyse, tornadische supercel 19 mei 2015

Foto gemaakt door Len uit Deurne.

Analyse tornado in Noord-Brabant op 19 mei

Op dinsdagavond 19 mei 2015 werd het zuidoostelijke deel van Noord-Brabant vrij onverwacht opgeschrikt door een tornado, die onder meer een kippenschuur in Heusden veel schade toebracht. Het meteoteam van StormPlatform analyseert hieronder hoe het niettemin tot een (tornadische) supercell kon komen.

Gekoppeld aan een laag boven de Noordzee, bevond de Benelux zich in een post-frontale luchtmassa, gekenmerkt door steile lapse rates. Rond om het laag circuleerden er enkele shortwave-troggen in de cyclonale zin mee als kleine pogingen tot randdepressies.

frontalmapping

Met de curvende zuidwestelijke aanvoer langs de zuidflank van het laag over het kanaal en de Noordzee, bracht dit een toevoer van vocht onderaan de steile lapse rates waarbij de onstabiliteit groeide naar een 100 - 150 J/kg. Met boven het oostelijk deel van de Benelux de upper level jet aan snelheden tot +90 kts en thermodynamische ingrediënten voor convectie in het westen, was er over de Benelux een kleine overlap tussen onstabiliteit en windschering.

250mbwind2

De jet bevond zich over een ZW-NO as en het hodogram vertoonde een unidirectioneel windscheringsprofiel met opmerkelijk sterke snelheidsschering, gezien het hodogram als een lange lijn in het diagram wordt getekend.

Deze watervaporloop toont de shortwave, die verantwoordelijk was voor de convectie aan de hand van de "darkzone" op watervapor en hoe die zich langs de westflank van het systeem richting het zuiden begeeft, terwijl de eigenlijke convectie de ietwat donkergrijze massa is die voor de darkzone uit vanuit het ZW in NO richting de Benelux overvalt.

Onderstaande /images lichten bovenstaande loop in meer detail toe, waarbij we op de eerstvolgend image de trog hebben aan geduid, dewelke verantwoordelijk was voor de convectie-golf waarin de supercel zich heeft gehandhaafd.

vapor darkzone

We zien dat de Benelux in 2 wordt gesplitst met de bruine kleuren in het westen en de grijze kleuren in het oosten. Op watervapor imagery kunnen we de jet altijd vinden op het scherp contrast tussen de donkere kleuren & de lichtere. We zien ook een aantal "kinkjes" in het 500mb hoogteveld, dewelke de eigenlijke hoogtetroggen zijn die verantwoordelijk waren voor de convectie van de dag. De shortwave die verantwoordelijk was voor de sterkere convectie in de namiddag is aangeduid met de cirkel, en verraadt zich door 2 dingen. Terug een kink in de 500mb hoogtecontouren en een bijhorende "darkzone", dewelke garant staat voor de aanwezigheid van een IPV anomalie.

ipv1

Indien we zoals hierboven de watervapor-imagery overleggen met de Isentropische Potentiële Vorticiteit zoals die werd gezien door het Amerikaanse GFS model, zien we een perfecte match tussen de darkzone op watervapor en de locatie waar de grote IPV-anomalie zich bevindt. Merk hier ook de darkzone op die in bovenstaand ingekleurd watervapor-image werd aangeduid, en zich aan de westflank van het systeem bevindt, ten NW van Ierland.

De hoogtetrog met IPV anomalie, als katalysator van de tornadische supercell, moet zich tot op heden nog laten melden boven de Benelux. We zien deze in de loops van dit artikel gestaag dichter komen terwijl zij curvend langs de zuidflank van de cycloon richting de Benelux wordt getransporteerd.

darkzone

De ipv anomalie krult verder langs het lagedrukgebied om zich uiteindelijk boven de westelijke helft van de Benelux te positioneren om 18z (zie het pijltje). Met de grijze band er net ten oosten van, weten we nagenoeg zeker dat deze darkzone, zoals regelmatig het geval is, heeft meegeholpen in niet alleen het triggeren van deze buien, maar ook verantwoordelijk was voor diens intensiteit.

In de loop van de IPV kan je ook goed zien dat de vermelde IPV-anomalie dieper richting het zuiden begint uit te zakken, en deze shortwave dus intensifiëert. Het spreekt dus voor zich dat met het intenser worden van de shortwave, de bijhorende PVA downstream van de trog ook sterker wordt. Hierdoor wordt de term van de vorticiteitsadvectie in de QG-Omega vergelijking positief ingevuld. Wetend dat die dus ook op de locatie van de overlap tussen schering en onstabiliteit is, vinden we hier onze trigger van onze tornadische supercell. Want hier komen zowel de windschering, thermodynamische factoren als de forcing samen om het plaatje compleet te maken.

Op de sounding kijkend ten tijde van en op de locatie waar deze supercell eigenlijk diens dynamische trekken heeft ontwikkeld (Antwerpen, 15z), zien we daarentegen erg weinig spectaculairs. We zouden zelfs kunnen zeggen dat er amper mogelijkheid tot zulke dynamische buien aanwezig was.

sounding antwerpen

We zien een flinterdun CAPE profiel, weliswaar niet gecapped, met in de laagste 1 tot anderhalve kilometer een lapse rate regime dewelke neigt aan droog-adiabatisch, terwijl de SFC-3km lapse rate een erg hoge 8.4°C/km is. Zulke waarden zijn meer dan gunstig om sterke convectie te brengen. Het windprofiel, in combinatie met de thermodynamica promoot zoals u kunt zien low level WAA, (want onthoud: we krijgen zuidwestelijke aanvoer van over het kanaal), terwijl er in de middelste niveaus een CAA regime handhaaft. Hierdoor wordt ook de differentiële temperatuursadvectie in de QG-Omega vergelijking positief ingevuld, en zo in tandem met de PVA-term dus gunstig bijdraagt aan opwaartse beweging en convectie.

Windscheringsgewijs zien we sterke windschering, dewelke weliswaar volstrekt unidirectioneel is. Het unidirecionele windprofiel promoot ook geen echt hoge stormrelatieve heliciteitswaarden, dewelke u in de sounding kunt zien. De SREH3 bereikt nog geen 50 m²/s², en de SREH1 amper 27 m²/s². Echt geen waarden dus die schreeuwen om tornado's. Als we de traditionele parameters moeten geloven zoals de supercel composite parameter (SCP) en de significant tornado parameter (STP), staan die allemaal op 0.

Wat er daartegen wel gunstig was voor de vorming van tornado's waren de relatief lage LCL's die zich situeerden rond 1km, alhoewel het ook niet echt zo een lage hoogte is. Al bij al kunnen we met zekerheid zeggen dat de ingrediënten voor het vormen van supercells en tornado's zwaar ondermaats waren, en dat er naar alle waarschijnlijkheid andere factoren aan de basis moeten liggen van de creatie van de tornadische supercell. We moeten dus vermoedelijk de oorzaak voor de creatie van een supercell en tornado zoeken bij externe factoren, zoals mogelijke outflowboundaries en het windveld dat rond de cel of cellen zelf wordt ontwikkeld.

Foto gemaakt door Len uit Deurne.

 

Analyse Radarbeelden

Tijden van de radarbeelden zijn in UTC dus voor onze tijdzone moeten we hier 2 uur bij optellen. De genoemde tijden in het artikel zijn UTC+2 dus onze tijd.

De buienvorming kwam deze dag al vroeg op gang. In het begin enkel regenbuien met hagel, maar vanaf 11:00 ontstond een eerste onweerscell in het noorden van Nederland. Al snel volgenden meerdere plekken en kwam er steeds meer onweer verspreid over de Benelux. Opvallend was dat enkele cellen een afwijkende trekrichting hadden, deze trokken bij voorkeur naar links. Buiten een enkele melding van een wallcloud is hier verder niet veel over gemeld.

 

Omstreeks 17:00 is er aan Antwerpen een zware onweers-cel ontstaan (omcirkeld). Vrijwel direct werden hier ontladingen in geregistreerd wat betekent dat het een cel was die wat dieper is gegroeid dan de rest. Al snel begint de cel de rightmoving stormmotion te volgen en na ongeveer een levensduur van 45 minuten ontwikkelt zich een eerste hookecho met een RFD gustfront boven België. Dit zijn de eerste tekenen van een ontwikkelende mesocycloon in deze cel.

 

 

Rond 18:00 is de eerste cyclus gedaan en is de hookecho weer verdwenen. De cel lijkt hierna te evolueren naar een soort bowecho. Het gustfront van deze bowecho is duidelijk te zien op het velocity radarbeeld. Omstreeks 18:10 ontstaat er een inflow notch aan de achterzijde van de bowecho welke deze doet doorbuigen en hierdoor bookend vortices ontstaan.

 

Links het reflectiviteit radarbeeld waarop boogvorming te zien is met een inflownotch aan de achterzijde. Op het doppler beeld (rechts) is de rear inflow jet te zien (30kt). En aan de voorzijde van de bowecho een gustfront met windstoten tot 60KM/H

 

Links op het reflectiviteit beeld zijn door de rear inflow jet de hoeken omgebogen en is er aan de noordzijde een comma head ontstaan, dit is de plek met cyclonale rotatie. Op de doppler nog steeds de inflow notch te zien aan de achterzijde met een gustfront aan de voorzijde. Door deze sterke inflow van achteren wordt de cyclonale rotatie van de comma head nog extra aangedreven, dit is onze eerste stap naar de evolutie van een velocity couplet en daarna de supercell met hookecho. Een luttele 10 minuten later evolueert de cell terug naar supercell en ontstaat er wederom een hookecho op de grens België -> Nederland.

 

Foto van een shelfcloud gekoppeld aan de FFD van de supercell welke over de zuidkant van Eindhoven is getrokken (Foto: Anja Molz)

 

 

Vanaf dit moment wordt er weer een velocity couplet zichtbaar op de doppler. We gebruiken voor de doppler het 0.8 graden beeld wat op onze locatie uitkomt op ongeveer 1200-1300 meter hoogte.

Ook heeft er zich weer een nieuwe RFD en een V-notch ontwikkeld met gelijk vanaf dit moment de mogelijkheid op het ontstaan van een tornado. Deze supercell trekt vervolgens net ten zuiden van Eindhoven. Het zuidelijke deel van Eindhoven krijgt slechts te maken met de FFD van de supercell. Op de baroclinische zone tussen de postfrontale "warme" sector en de coldpool van de FFD heeft zich een soort arcus ontwikkeld ten zuid-oosten van Eindhoven.

Intussen meet de doppler een in-bound wind van 25kt en een out-bound van 18kt. Geen hele sterke mesocycloon en als we de “rotational velocity” gaan berekenen nemen we de inbound + outbound / 2. In dit geval is dat de volgende som: (25+18)/2 = 21.5kt = 40KM/H. Uiteraard zijn ten tijde van de tornado op microschaal deze winden een stuk hoger geweest, dit zal in de range van elke tientallen meters breed zijn.

 

Radarbeeld zoals zichtbaar op de livemap van Stormplatform gedurende de tornadische supercell. Inclusief uitsnede met de supercell karakteristieken.

 

 

Omstreeks 19:15 heeft de tornado plaats gevonden in de plaats Heusden. Het velocity couplet vertoont op dit tijdstip een perfecte match op GPS locatie waar een kippenschuur is vernield aan de Gevlochtstebaan in Heusden. Op de bovenstaande afbeelding is de locatie van de hookecho zichtbaar op het moment dat de tornado plaats vond. De punt van de hookecho bevond zich ten tijde van de tornado vrijwel recht boven het getroffen gebied. Het gebied met de “bounded weak echo region” is hier ook goed te zien.

 

Radarloop van de totale duur van de supercell beginnend bij Antwerpen (BE) en eindigend bij Venlo (NL).

 

Foto vanuit Heusden, wallcloud zichtbaar met RFD en FFD en een clear slot. (Foto: Gijs van de Voort)

 

Foto vanuit Heusden, wallcloud zichtbaar met RFD en FFD (Foto: Gijs van de Voort)

 

Kort na dit moment was er sprake van mogelijk 2 tornado’s, namelijk eentje in Liessel en eentje in Heusden. We kunnen hiermee bevestigen dat er maar 1 tornado is geweest en dat is die in Heusden geweest. In het filmpje dat vanuit Liessel is gefilmd is er een wolkendek zichtbaar waar achter een aanzienlijke afstand een tornado zichtbaar is. De gemeten afstand tussen het getroffen gebied en het stadje Liessel bedraagt hemelsbreed 4.25KM dus dit komt perfect overeen met de geschatte afstand van de tornado uit het filmpje. De doppler vertoond over een tijdsbestek van minimaal 90 minuten een velocity couplet van de grens met België/Nederland tot de grens Nederland/Duitsland.

 

https://www.youtube.com/watch?v=48DTWJn8nyg

Filmpje vanaf de erf van een boederij in Heusden. (Filmpje: Jelle Deursen)

 

https://www.youtube.com/watch?v=lyHha5Ha-Ok

Filmpje gefilmt vanuit Liessel. (Filmpje: Len uit Deurne)

 

https://www.youtube.com/watch?v=J6YsU8Bn38Y

Op dit filmpje is een mooie wallcloud met clear slot te zien. Dit is gefilmd ergens ten zuid-westen van Venlo. (Filmpje: Bram Kuipers)

 

De tornado is enkele minuten aan de grond geweest. Hierna neemt de tornado dreiging snel af door het verdwijnen van de RFD. Echter blijft de supercell wel actief met nog altijd een mesocycloon en supercelluaire structuren op de radarbeelden. Na 20:00 sterft de supercell uit over de grens met Duitsland.

 

Materiele schade aan de schuur, voornamelijk lichtgewicht dak en gevelplaten. (Foto: Bram van Oosterhout)

 

Schadeanalyse

Er zijn ter plekke geen schade experts geweest, maar op basis van het beschikbare foto en videomateriaal kunnen we het volgende concluderen. De tornado is erg kortdurend geweest, mogelijk 1 a 2 minuten grondcontact, met een diameter van ongeveer 50-100 meter maximaal. Omdat de schade veelal plaatmateriaal en lichte objecten betreffen schatten we dat de intensiteit wordt ingeschat op een EF0 mogelijk zeer kort EF1. De windsnelheid in de tornado zal ongeveer rond de 100 - 150KM/H hebben gelegen.

 

Bomen ontworteld, aangezien de bomen op dit moment vol blad staan is er een minder sterke windkracht nodig om dit te veroorzaken. (Foto: Bram van Oosterhout)

 

Boom is zoals op deze foto te zien ook niet diep geworteld dus weinig weerstand. (Foto: Bram van Oosterhout)

 

 Materiele schade aan de schuur, voornamelijk lichtgewicht dak en gevelplaten. (Foto: Bram van Oosterhout)

 

https://www.youtube.com/watch?v=Z_xdOiNBk9c

Interview met eigennaar van de kippenstal (Video: Omroep Brabant)

 

 https://www.youtube.com/watch?v=1_8CZKeL8rA

Video van interviews met ooggetuigen van Siris (http://www.siris.nl)

 

Bronnen:

Stormplatform
KNMI
Siris
Eumetsat