Jégeső, jégeső kialakulása

A jégeső a csapadék egy olyan formája, ami akkor alakul ki, amikor a zivatarban jelenlevő feláramlások a légkör extrém hideg rétegeibe esőcseppeket szállítanak magukkal, ahol azok szilárd halmazállapotúvá fagynak és a kialakuló jégszemek a zivatar leáramlásába kerülve a felszínre hullanak. A jégeső jéggömbök vagy szabálytalan jégrögök formájában, mindig konvektív felhőből – legtöbbször Cumulonimbusból (zivatarfelhőből) – hulló csapadék.[3] Akkor beszélünk jégesőről, ha a jégdarabok átmérője eléri vagy meghaladja az 5 mm-t. Ennél kisebb méret esetén jégdaráról van szó. A zivatarok többségében kialakulnak jégszemek, csak az esetek egy részében ezek a felszínre érve elolvadnak. Azt, hogy kialakul-e jégeső, az a körülmény dönti el, hogy a felhőben a jégszemek mennyire tudnak megnőni, egy bizonyos mérethatár fölött ugyanis a jégszem már nem képes elolvadni a zuhanás közben, és a talajra szilárd halmazállapotban hullik.

A jégeső kialakulása

A jégszemek kialakulása

A jégszemek általában apró, fagyott vízcseppekből álló csírákon vagy finom jégszemcséken, más néven graupel szemeken kezdenek el kialakulni. A graupel hópelyhek összetömörödéséből és összekeményedéséből jön létre, ezért hódarának is szokás nevezni. A graupel vagy a fagyott cseppecskék nem az egyetlen csírái a jégnek. A jégszemek néha idegen anyagot, kavicsot, levelet, gallydarabot, rovarokat tartalmaznak, amelyeket az erős feláramló szelek emeltek fel a zivatarfelhőbe.

A jégszemek növekedése

A fagyott vízcseppek vagy graupelek igazi jégszemmé válásához további növekedésre van szükség. Ez leginkább túlhűlt vízcseppecskékkel történő ütközés révén valósul meg. A túlhűlt vízcseppek olyan apró, folyékony halmazállapotú részecskék, amelynek a hőmérséklete fagypont alatt van, ennek ellenére a csepp nem fagy meg (a jelenségnek fizikai okai vannak). Ebből következik, hogy a jégszemnek a megfelelő hízáshoz huzamosabb ideig 0 Celsius-fok alatti felhőrétegekben kell tartózkodnia.

Kétféle jégnövekedést különböztetünk meg:

  1. Nedves növekedés esetén az apró jégrészecskének olyan a környezete, ahol a hőmérséklet fagypont alatti, de nem extrém hideg. Ha az apró részecske ütközik egy túlhűlt vízcseppel, a víz nem fagy rá rögtön, ehelyett egyenletesen szétterül a jégszem felszínén, és lassan fagy meg. Mivel a folyamat lassú, a légbuborékoknak van ideje kiszökni, így a létrejött jégréteg tiszta, átlátszó lesz.

2. Száraz növekedés lép fel, ha a levegő hőmérséklete jócskán fagypont alatt van, és a vízcseppecske azonnal megfagy, amint a jégrészecskével találkozik. A légbuborékok úgymond belefagynak a jégszembe, ami ezáltal homályossá, átlátszatlanná válik.

A jégeső kialakulását segítő körülmények

Egy szárazabb légréteg a zivatarfelhő középmagas szintjein kedvezően hat a jég növekedésére. Mivel a nedvesebb levegő bekeveredése kevesebb hőt von el a felhő levegőjéből, a túlságosan nedves légkörben képződött jégszemek nem fagynak meg rendesen, és egy nedves, latyakos labdára hasonlítanak (ez az egyik oka, amiért a jég nagyon ritka hurrikánokban). A laza szemcsék esés közben szétporladnak, vagy egyszerűen teljesen elolvadnak, mielőtt elérik a talajt.

Kutatások alapján jégeső legnagyobb eséllyel akkor keletkezik, ha az ún. nedves hőmérséklet nulla fokos izotermájának magassága 2200 és 2800 méter közé esik. A csapadékhullás esetén a jég olvadáspontjának magasságát a 0 fokos nedves hőmérséklet szintje adja meg, mivel ilyenkor a csapadék bepárolgásának következtében a levegő a nedves hőmérsékletére hűl le.

Fontos, hogy a nulla fokos nedves hőmérséklet szintje ebbe a keskeny magassági tartományba essen. Ha a szint magassága ezen a tartományon kívül van, jelentősen csökken annak az esélye, hogy a jégszem szilárd halmazállapotban éri el a talajt. Ha a 0 fokos nedves hőmérséklet szintje túl magas, a legtöbb jégszem elolvad, mielőtt eléri a talajt. Jó példa erre Florida térsége. Annak ellenére, hogy Florida a zivatartevékenység melegágya, a 0 fokos nedves hőmérséklet szintje túl magas, így a jégeső ritka – a legtöbb jégszem elolvad földetérés előtt. Hozzá kell tenni, hogy a szélnyírás megjelenése – különösen szupercella esetében – lazítja a fenti kritériumot, mivel ekkor a jégszem növekedését nagy mértékben segítik a jóval erősebb feláramlások és a jégszem hosszabb tartózkodási ideje a felhőben.

Ha a 0 fokos nedves hőmérséklet magassága túl alacsonyan van – 2200 m alatt, akkor az általában viszonylag hideg légtömeget jelez alacsony szinteken. Ebben az esetben a körülmények nem megfelelőek erős feláramlások kialakulásához, így igazán nagy jégszem sem tud megjelenni a felhőben, mindez csökkenti a jégeső kialakulásának esélyeit.