Możliwe straty spowodowane w Polsce wichurami, trąbami powietrznymi i szkwałami

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]

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

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]

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)

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).