Advection of air masses responsible for extreme rainfall totals in Poland : as exemplified by catastrophic floods in Racibórz (July 1997) and Dobczyce (May, 2010)

The paper analyses directions of advection of air masses responsible for extreme rainfall totals resulting in floods in Racibórz and Dobczyce in July 1997 and May 2010, respectively. The analysis was based on the HYSPLIT model available via the READY website of National Oceanic and Atmospheric Administration Air Resources Laboratory (NOAA ARL USA). The database used by the model (NCEP/NCAR reanalysis) contains global grid-based meteorological data updated every 3 hours. The ARL trajectories were used to compute archive trajectories, at 6-h intervals, of two cases of intensive rainfall. The first involved air masses advecting over Racibórz (50.1oN; 18.2oE) from 00.00 UTC 5 July 1997 through 06.00 UTC 9 July 1997, and of air massed advecting over Dobczyce (49.9oN; 20.1oE) from 0600 UTC 15 May 2010 through 0600 UTC 19 May 2010. The trajectories were computed for altitudes of 500, 2000, and 4000 m above ground level (a.g.l.). The analysis showed that, in both cases, the air at the highest level (4000 m a.g.l.) was advecting from the Mediterranean Sea basin. In contrast, the air at the lower altitudes advected from other directions, and the directions changed considerably during the periods analysed. The change made it possible for the air to draw moisture from different source areas. The extreme rainfall totals recorded were considerably affected by atmospheric fronts separating air masses differing in their temperature. The rainfall intensity resulted not only from the particular air circulation, but also from orographic conditions. The rainfall occurring in the frontal zone was locally intensifying due to storm cells developing during the day.

Cel pracy stanowi analiza kierunków napływu mas powietrza warunkujących wystąpienie opadów o bardzo dużych sumach wywołujących w konsekwencji wezbrania powodziowe w Raciborzu w lipcu 1997r. oraz w Dobczycach w maju 2010r. Analiza została przeprowadzona w oparciu o trajektorie wsteczne wygenerowane z modelu HYSPLIT. Model  ten funkcjonuje w internecie w ramach systemu READY na stronie ARL (USA). Baza danych wykorzystana w modelu (Reanaliza NCEP/ NCAR) zawiera w formie gridowej wartości  pola meteorologicznego z powierzchni całej kuli ziemskiej, które są uaktualniane co trzy godziny. Model opracowany przez ARL został wykorzystany do wygenerowania trajektorii wstecznych w okresie od godziny 0.00 UTC 5. lipca do 6.00 UTC 9. lipca 1997r. (w interwałach czasowych 6. godzinnych) kończących się w Raciborzu (50,1oN, 18,2oE) oraz od godziny 6.00 UTC 15. maja do 6.00 UTC 19. maja 2010r. (w tych samych interwałach) kończących się w Dobczycach (49,9oN, 20,1oE). Trajektorie zostały wyznaczone na poziomach 500, 2000 oraz 4000 metrów nad poziomem gruntu. Przeprowadzone analizy wykazały, ze w obydwóch przypadkach na najwyższym poziomie (4000 m) powietrze napływało znad basenu Morza Śródziemnego. Na niższych poziomach powietrze napływało z szeroko rozumianego sektora północnego. Umożliwiało to adwekcję wilgotnych mas powietrznych z różnych obszarów zasilania. Bardzo duży wpływ na wystąpienie znacznych sum opadów miała intensywna konwergencja w strefie frontów atmosferycznych rozdzielających odmienne pod względem termicznym masy powietrza. Intensywność opadów spowodowana była nie tylko względami cyrkulacyjnymi ale również uwarunkowaniami orograficznymi. Wiązało się to z położeniem zarówno Raciborza, jak i Dobczyc w strefie pogórza.