Ocena stopnia zagrożenia strat w najbliższych latach pozwoli na lepszą ocenę szkód, które powstaną.

Wichury, trąby powietrzne i szkwały każdego roku stwarzają potencjalne duże zagrożenie zdrowia i życia ludzkiego, a także strat finansowych w gospodarce.

Z raportu Rządowego Centrum Bezpieczeństwa (RCB) wynika, że największym potencjalnym zagrożeniem naturalnym każdego roku są powodzie, a na drugim miejscu wichury i trąby powietrzne [1]. Raport ten podaje listę zagrożeń wraz z okresem ich wystąpienia (tabl. 1). Zawiera także jakościową ocenę strat finansowych (bardzo duże, duże, średnie i małe) spowodowanych w gospodarce przez poszczególne zagrożenia - na podstawie danych historycznych. Informacje dotyczące wichur i trąb powietrznych przedstawione w raporcie RCB są niepełne. Ważnym elementem tej części raportu jest przytoczenie za Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMiGW) klasyfikacji stopni zagrożeń silnymi wiatrami, które mogą powodować uszkodzenia budynków, drzewostanu, utrudnienia komunikacyjne, a nawet zagrożenie życia ludzkiego (tabl. 2).

Podjęta została próba ilościowej oceny stopnia zagrożenia stratami finansowymi w gospodarce, zdrowia i życia ludzkiego w przyszłych latach powodowanych przez wichury, trąby powietrzne i szkwały na podstawie danych statystycznych lat ubiegłych. Pozwoli to na lepsze zrozumienie działania wichur, trąb powietrznych i szkwałów oraz ocenę szkód, które spowodowały w przeszłości i będą powodowały w przyszłości.

 

 

Częstotliwość występowania trąb powietrznych

Pierwsze zestawienie liczby trąb powietrznych w Polsce, które wystąpiły w latach 1979-1988, przytoczono w tabl. 3. Miejsca i dokładne daty ich wystąpienia przedstawiono na rys. 1. Drugie zestawienie liczby trąb powietrznych w naszym kraju, za lata 1998-2010, jest przedstawione w tabl. 4. Oba zestawienia zostały opracowane przez H. Lorenc na podstawie doniesień prasowych.

Trzecie zestawienie liczby trąb powietrznych za lata 2011-2016, na podstawie doniesień prasowych, danych internetowych i danych zawartych w zbiorach European Severe Weather Database, zostało przygotowane przez autorów artykułu i przedstawione w tabl. 5.

 

Tabl. 2 Klasyfikacja stopni zagrożeń powodowanych silnym wiatrem [1]

Zjawisko

Stopień zagrożenia

Kryteria

Skutki

Silny wiatr

1

Vśr>15 m/s lub V>20 m/s

Uszkodzenia budynków, dachów, szkody w drzewostanie, łamanie gałęzi i drzew, utrudnienia komunikacyjne

2

Vśr>20 m/s lub V>25 m/s

Uszkodzenia budynków, dachów, łamanie i wyrywanie drzew z korzeniami, utrudnienia w komunikacji, uszkodzenia linii napowietrznych

3

Vśr>25 m/s lub V>35 m/s

Niszczenie zabudowań, zrywanie dachów, niszczenie linii napowietrznych, duże szkody w drzewostanie, znaczne utrudnienia w komunikacji, zagrożenie życia

 
gdzie: Vśr - średnia prędkość wiatru, V - prędkość wiatru w porywach
 
 

Tabl. 3 Liczba trąb powietrznych w latach 1979-1988 [2]

Rok

Liczba trąb powietrznych

1979

2

1980

7

1981

5

1982

5

1983

1

1984

2

1985

6

1986

5

1987

5

1988

4

Razem

42

 

Przykłady zniszczeń spowodowanych przez wichury i trąby powietrzne

Wichury i trąby powietrzne stanowią poważne zagrożenia. Stopień zniszczeń zależy od intensywności wichury i danych dotyczących trąby powietrznej, tj.: ścieżki przejścia trąby, jej długości i szerokości, a przede wszystkim jej intensywności. Na zdjęciach pokazano przykłady zniszczeń: obiektów budowlanych (które zaliczono do katastrof budowlanych), samochodów, drzewostanu, linii energetycznych, i zagrożenia życia i zdrowia ludzkiego. 19 lipca 2015 r. Województwo kujawsko-pomorskie (powiaty: bydgoski, lipnowski, rypiński, toruński), woj. łódzkie (powiat łowicki), woj. mazowieckie (powiaty: mławski, ostrołęcki, sokołowski, wyszkowski), woj. podlaskie (powiat bielski), woj. wielkopolskie (powiat poznański). 63 katastrofy budowlane, dużo połamanych drzew, wiele zniszczonych słupów energetycznych, 14 osób rannych, 1 osoba zginęła w wyniku upadku drzewa na samochód. Do katastrof budowlanych zaliczono [5] zniszczenia obejmujące:

- budynki magazynowe - 11 budynków uległo zniszczeniu, w tym:

  • 10 budynków częściowo zniszczonych (część lub cała konstrukcja dachowa i pionowe elementy konstrukcyjne),
  • 1 budynek całkowicie zniszczony;

- budynki użyteczności publicznej

  • 1 budynek (szkoła podstawowa) uległ częściowemu zniszczeniu (część konstrukcji dachowej);

- budynki gospodarcze lub inwentarskie - 35 budynków uległo zniszczeniu, w tym:

  • 31 budynków częściowo zniszczonych (część lub cała konstrukcja dachowa i pionowe elementy konstrukcyjne),
  • 4 budynki całkowicie zniszczone;

- budynki mieszkalne jednorodzinne

  • 16 budynków uległo częściowemu zniszczeniu (część lub cała konstrukcja dachowa i pionowe elementy konstrukcyjne).

Wymienione katastrofy budowlane zostały wpisane do Rejestru Katastrof Budowlanych [5]. Należy dodać, że było wiele mniejszych zniszczeń obiektów budowlanych, niespełniających definicji katastrofy budowlanej i niewpisanych do tego rejestru, ale opisywanych w mediach.

 

Rys. 1 Tornada w Polsce w latach 1979-1988 [2]

 

25 czerwca 2016 r. Województwo kujawsko-pomorskie, 6 katastrof budowlanych, uszkodzone samochody, stwierdzono wiele „pocisków powietrznych" wbitych w elewacje budynków. Do katastrof budowlanych zaliczono następujące zniszczenia:

- pow. mogileński 4 budynki gospodarcze lub inwentarskie uległy całkowitemu zniszczeniu (cała konstrukcja dachowa i pionowe elementy konstrukcyjne) - wg RKB;

- pow. rypiński - 1 budynek mieszkalny jednorodzinny uległ częściowemu zniszczeniu (pionowe elementy konstrukcyjne);

- pow. żniński - 1 budynek mieszkalny jednorodzinny uległ częściowemu zniszczeniu (część konstrukcji dachowej).

26 czerwca 2016 r. Województwo świętokrzyskie, 8 katastrof budowlanych, zniszczone samochody, linie energetyczne, setki hektarów lasów. Do katastrof budowlanych zaliczono następujące zniszczenia:

- pow. konecki - 1 budynek mieszkalny jednorodzinny uległ częściowemu zniszczeniu (część konstrukcji dachowej), 5 budynków gospodarczych lub inwentarskich uległo częściowemu zniszczeniu (część lub cała konstrukcja dachowa i/lub pionowe elementy konstrukcyjne) i 1 budynek gospodarczy lub inwentarski uległ całkowitemu zniszczeniu (cała konstrukcja dachowa i pionowe elementy konstrukcyjne);

- pow. ostrowiecki - budynek mieszkalny jednorodzinny uległ częściowemu zniszczeniu (część konstrukcji dachowej);

- woj. łódzkie - 1 katastrofa: pow. opoczyński (Paradyż) - 1 budynek mieszkalny jednorodzinny uległ częściowemu zniszczeniu (cała konstrukcja dachowa i część konstrukcji stropu).

 

Tabl. 4 Liczba trąb powietrznych w latach 1998-2010 [3]

Rok

Miesiąc

Razem

Kwiecień

Maj

Czerwiec

Lipiec

Sierpień

Wrzesień

Październik

1998

 

 

1

 

 

 

 

1

1999

 

1

 

1

2

 

 

4

2000

 

 

 

 

1

 

 

1

2001

 

1

 

 

 

 

 

1

2002

 

 

2

4

1

 

 

7

2003

 

 

1

 

1

 

 

2

2004

 

 

 

2

4

 

 

6

2005

 

 

1

6

 

 

 

7

2006

 

 

2

 

2

2

 

6

2007

 

2

 

3

1

 

 

6

2008

1

1

1

1

7

 

1

12

2009

 

1

3

2

 

1

 

7

2010

 

4

1 2

9

4

 

20

Razem

1

10

12

21

28

7

1

80

 

Przykłady oszacowania strat finansowych w gospodarce, zagrożenia życia i zdrowia ludzkiego

Z przedstawionych danych dotyczących liczby wystąpienia trąb powietrznych w Polsce w latach 1979-1988 i 1998- 2016 wynika, że:

- Łącznie w ciągu 29 lat stwierdzono wystąpienie 153 lądowych trąb powietrznych, co średnio daje ponad pięć trąb w ciągu roku.

- W następnych latach mogą pojawiać się trąby powietrzne i szkwały w liczbie od jednego do kilku w ciągu roku, łącznie z wichurami liczba tych zjawisk może być nawet większa niż jeden.

- Niektóre z nich mogą być silnymi trąbami powietrznymi i szkwałami, które mogą powodować znaczne straty finansowe w gospodarce. Przykłady kilkunastu silnych trąb powietrznych opisuje [3]. Do tych przykładów należy dodać trąbę powietrzną z 15 sierpnia 2008 r., szczegółowo przeanalizowaną pod kątem spowodowanych zniszczeń i oszacowania prędkości wiatru trąby [4].

- Trąby powietrzne nawet o średniej intensywności i długości, np. długości do 10 km i szerokości do 100 m, powodowały w przeszłości i będą powodować w przyszłości uszkodzenia nie tylko budynków, a także lasów i roślinności.

Ponieważ w przyszłości w każdym roku będą występowały w Polsce gwałtowne burze połączone z silnym wiatrem, a także w kilku przypadkach trąby powietrzne i szkwały, to powstają pytania:

1. Jak wielkie straty finansowe w gospodarce będą powodowały?

2. Czy zjawiska te niosą zagrożenie dla zdrowia i życia ludzkiego?

Aby choć w przybliżeniu odpowiedzieć na tak sformułowane pytania, rozpatrzmy trzy zjawiska naturalne, które miały miejsce w dniach: 19 lipca 2015 r., 15 sierpnia 2008 r. i 11/12 sierpnia 2017 r. W pierwszym przypadku portal Onet.pl w dniu 20 lipca 2015 r. napisał: Gwałtowne burze, którym towarzyszył porywisty wiatr, przeszły w dniu 19 lipca 2015 r przez Polskę. Najcięższa sytuacja jest w województwach: mazowieckim, wielkopolskim i kujawsko-pomorskim. Silny wiatr zerwał dachy z 780 budynków. Według najnowszych informacji zginęła 1 osoba, a 14 zostało rannych. Bilans nie jest jeszcze ostateczny, wciąż napływają nowe zgłoszenia. W terenie pracuje kilka tysięcy strażaków, którzy zabezpieczają uszkodzone dachy, usuwają powalone drzewa i wypompowują wodę z zalanych budynków. Łącznie ok 100 tysięcy odbiorców było bez prądu w województwach: śląskim, mazowieckim, świętokrzyskim, podlaskim i wielkopolskim. Wystąpiła także trąba powietrzna w okolicach wsi Zawała k/Torunia, która uszkodziła 30 domów, budynek sklepu został całkowicie zniszczony.

 

Fot. 1 Zniszczenia po szkwale w Gdańsku w 11/12.08.2017 r. (Nightman1965, Fotolia)

 

Drugi przypadek przybliża praca [4], która zawiera liczbowe dane dotyczące zniszczeń i strat ludzkich po wystąpieniu silnej trąby powietrznej 15 sierpnia 2008 r. Przeszła ona przez trzy województwa: opolskie, śląskie i łódzkie, jej trasa miała długość 105 km. Straty były następujące: łącznie zostały uszkodzone 1624 budynki, z których 710 zostało zakwalifikowanych do remontu, 779 do odbudowy i 135 do wyburzenia, 4 osoby zginęły, 60 osób zostało rannych, zginęło wiele zwierząt domowych, trakcja kolejowa na linii Gliwice - Strzelce Opolskie została częściowo zniszczona, kilkanaście dróg lokalnych było nieprzejezdnych przez powalone drzewa.

Trzeci przypadek dotyczy wystąpienia bardzo groźnego zjawiska atmosferycznego nazywanego w meteorologii szkwałem (ang. downburst). Cechuje się ono zetknięciem chmury burzowej z powierzchnią ziemi, powodując: intensywny opad deszczu, częste wyładowania atmosferyczne i nagły wzrost prędkości wiatru. Skutki działania wiatru można ocenić dopiero po jego przejściu. Szkwał, który wystąpił w nocy z 11 na 12 sierpnia 2017 r., spowodował duże zniszczenia w województwach kujawsko-pomorskim i pomorskim. Uszkodził i zerwał tysiące dachów, uszkodził kilka tysięcy budynków gospodarczych i mieszkalnych, złamał ok. 330 słupów linii energetycznych, zerwał ponad 200 przewodów, złamał setki tysięcy drzew na obszarze około 40 tysięcy ha. Życie straciło 6 osób, 51 zostało rannych.

 

Tabl. 5 Liczba trąb powietrznych w latach 2011-2016 (autorzy, 2016)

Rok

Miesiąc

Razem

Marzec

Kwiecień

Maj

Czerwiec

Lipiec

Sierpień

Wrzesień

Październik

2011

 

 

1 2

1

3

7

2012

 

 

1 1

2

1

 

 

5

2013

 

 

2

1

1

 

 

 

4

2014

 

 

2

 

1

1

 

 

4

2015

1

 

 

3

 

 

 

 

4

2016

1

 

 

4

2

 

 

 

7

Razem

2

 

6

11

7

5

 

 

31

 

Zakładając oszacowania dolne, można przyjąć, że straty finansowe w pierwszym przypadku były rzędu ponad 20 mln zł, w drugim zaś przypadku - ponad 100 mln zł, a w trzecim nawet ponad 200 mln zł. W czasie tych zdarzeń zginęli ludzie - 11 osób. Tylko analiza tych przypadków pozwala na sformułowanie odpowiedzi na dwa wcześniej postawione pytania, tj.: ad 1. Można przyjąć, że gwałtowne burze połączone z silnymi wiatrami, a także trąby powietrzne i szkwały w najbliższej przyszłości będą powodowały każdego roku wielomilionowe straty finansowe w gospodarce. ad 2. Zjawiska wymienione wyżej będą niosły zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi.

Należy podkreślić, że w naszym kraju nie prowadzi się w systematyczny sposób badań uszkodzeń budynków, infrastruktury gospodarczej, roślinności i lasów po wystąpieniu silnych wiatrów i trąb powietrznych. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej rozpoczął monitorowanie struktury fizycznej trąb powietrznych od 1998 r., ale wynikło to z osobistych zainteresowań jednego pracownika Instytutu - prof. H. Lorenc. Taką sytuację można zmienić na przykład przez przydzielanie „szybkich" grantów badawczych przez odpowiednie instytucje do wykonania takiej analizy przez ośrodki naukowe po wystąpieniu katastrofalnych zjawisk naturalnych. Takie możliwości istnieją w USA, gdzie po wystąpieniu silnej trąby powietrznej ośrodki naukowe otrzymują granty na wykonanie tzw. post - tornado damage investigations (badań i analizę uszkodzeń po wystąpieniu trąby powietrznej) z Narodowej Fundacji Nauki w Waszyngtonie DC.

 

Fot. 2 Las w woj. pomorskim zniszczony po szkwale, 11/12.08.2017 r. (Ralfik D., Fotolia)

 

Wnioski

Na podstawie danych statystycznych dotyczących liczby trąb powietrznych, które wystąpiły w latach 1979-1988 i 1998-2016, i skutków ich wystąpienia sformułowano następujące wnioski:

- W następnych latach w Polsce oprócz burz, którym będą towarzyszyły silne wiatry, wystąpią trąby powietrzne i szkwały. Łącznie liczba silnych wichur, tornad i szkwałów może być nawet większa niż 10; bardzo silne trąby powietrzne i szkwały mogą wystąpić raz na kilka lat.

- Wichury, trąby powietrzne i szkwały będą powodowały milionowe lub wielomilionowe straty w gospodarce w zależności od skali ich intensywności, szerokości i długości.

- Silne wiatry, trąby powietrzne i szkwały niosą zagrożenie dla życia i zdrowia ludzkiego.

 

prof. Tadeusz Chmielewski

Politechnika Warszawska

dr Jacek Szer

Politechnika Łódzka

 

Literatura

  1. Rządowe Centrum Bezpieczeństwa, Zagrożenia okresowe występujące w Polsce, Wydział Analiz RCB, Warszawa 2012.
  2. H. Lorenc, Struktura i zasoby energetyczne wiatru, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa 1996.
  3. H. Lorenc, Maksymalne prędkości wiatru w Polsce, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa 2012.
  4. T. Chmielewski, H. Nowak, K. Walkowiak, Tornado In Poland of August 15, 2008: Results of postdisaster investigation, „Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics", 118/2013.
  5. Główny Urząd Nadzoru Budowlanego w Warszawie, Rejestr Katastrof Budowlanych (RKB, RKB2).