Meteorologi
Detta mycket komplexa och starka system som gav snöstormförhållanden över en stor del av landets centrala delar tisdagen den 1 februari 2011 började först dyka upp i datormodellerna i mitten av förra veckan. Även om det vid den tidpunkten fanns stora variationer i modellernas vägledning när det gäller systemets placering och tidpunkt. Det var inte förrän under den gångna helgen som prognoserna började konvergera mot en lösning – en lösning som skulle medföra kraftig snö, starka vindar och förlamande förhållanden i norra Illinois och nordvästra Indiana. Detta skulle stå i kontrast till vad som har observerats hittills i vinter. Även om området har observerat ackumulerande snöfall den här vintern, hade man på länge inte observerat en storm som rör sig in från sydväst – en orientering som kan ta in rikliga mängder fukt i stormen och ge utbredda tunga mängder snöfall.
Slutet av den 31 januari och tidigt på morgonen den 1 januari började ett system på övre nivå och ett tillhörande ytligt lågtryck att ejakulera från de södra slätterna. När detta inträffade började flera olika typer av vinternederbörd att sprida sig över delar av den mellersta Mississippidalen. Trots några lake effect showers som utvecklades tidigt på tisdagen nådde huvudområdet med ackumulerad snö inte de norra delarna av Illinois och Indiana förrän efter middagstid. Vid denna tidpunkt hade lågtrycksområdet nått södra Missouri och södra Illinois samtidigt som det stärktes. Ett stort område med måttlig till kraftig snö strax norr om det kraftiga lågtryckssystemet översträckte stora delar av området. Det var under denna tid som detta system intensifierades ytterligare då ett tråg på övre nivå började få en mer negativ lutning med kraftiga tryckfall och tryckstegringar som observerades på ytan.
Flera mesokaliska, eller småskaliga, faktorer inträffade som bidrog till att ge mer utbrett intensivt snöfall till området mellan klockan 18.00 på tisdagen och 12.00 på onsdagen. Med ett starkt lågtryck som rörde sig genom östra centrala Illinois svängde deformationsaxeln eller snöbandet åt nordväst över norra Illinois. Denna deformationsaxel gav snöfall på 1 till 2 tum per timme i hela området under flera timmar innan den började flytta sig ut ur regionen. Forceringen på mellan- och övre nivå var som störst tidigt på kvällen när den övre nivåns tråg rörde sig nordost över regionen. Sedan fortsatte forceringen på låg- och mellannivå senare under kvällen då stark frontogenitisk forcering på mellannivå observerades under flera timmar.
Radarbild med den starkaste forceringen för kraftig snö utmarkerad
I slutet av den 1 februari och tidigt på morgonen den 2 februari fortsatte systemet att snabbt lämna av mot öster. När detta inträffade förflyttade sig inringande fukt österut över norra Illinois och nordvästra Indiana, vilket bidrog till att upprätthålla ett kontinuerligt lätt till måttligt snöfall. Det var också under denna tid som flödet på övre nivå började förändras så att snön i detta system övergick mer till snöfall med sjöeffekt. Nästa radarbild visar detta med ett band av snö med sjöeffekt från norra Michigansjön i sydväst till södra Wisconsin och nordöstra Illinois. På den här bilden finns också ytobservationer längs Michigansjön. Det finns två saker att notera med dessa observationer. Den första var de starka vindhastigheterna, med vindbyar på upp till 50 MPH som observerades. Det andra är observationernas inriktning. Instabilitet över sjön och en lång utbredning är avgörande för att snö med sjöeffekt skall kunna utvecklas. En annan sak som bidrar till att mer intensiva snöband utvecklas är konvergens på ytan. Lägg märke till att flera områden längs Michigansjöns västra stränder har vindspärrar som möts över östra Wisconsin och Illinois. Detta är en indikation på att stark ytkonvergens förekommer. Denna starka konvergens bidrog till att detta sista område med mer intensiv snö föll över nordöstra Illinois under mitten av dagen den 2, och sedan så småningom in i nordvästra Indiana sent på dagen på onsdagen när allt flyttades österut.
Radarbild med lake effect/förstärkt snö utstakad
Blixtar
Och även om blixtar inte är något man tänker på när man diskuterar vinterväder, så observerades de i hela regionen under tisdagen, och ökade verkligen i frekvens sent på natten till den 1 februari. Bilden nedan visar blixtnedslag som ges av Lightning Detection System setup över hela USA
Moln-till-marken-blixtnedslag
Så vad var det som orsakade blixtarna i hela regionen den 1 februari? För att åskväder ska kunna utvecklas på våren behövs flera komponenter: lyft eller forcering, fukt och instabilitet. Dessa komponenter kan också diskuteras i samband med vinterblixtar. Med ett starkt tråg på övre nivå och frontogenes på mellannivå saknades det definitivt inte forcering vid denna händelse. Systemet kunde också dra in en god mängd fukt när det utvecklades över den centrala delen av landet, vilket gav den andra komponenten. Den enda komponent som återstår att diskutera, som skulle fortsätta att ge god vertikal rörelse för laddningsseparation eller för potentialen för blixtar, är instabilitet. Bilden nedan är ett tvärsnitt av atmosfären runt 18.00 på tisdagskvällen för områden i Madison, Wisconsin söderut till Champaign, Illinois med Ohare flygplats centrerad på skärmen. Syftet med denna bild är att på bästa sätt beskriva den instabilitet som råder över norra Illinois och nordvästra Indiana. De heldragna strömlinjerna är i huvudsak den vertikala rörelsen som tillhandahålls av systemskalig forcering samt frontogenitisk forcering på mellannivå. Bilden i bakgrunden är vår instabilitet för denna händelse. De blå färgerna, precis ovanför den bästa vertikala rörelsen, är områdena med den bästa instabiliteten. Denna instabilitet hjälper vertikala rörelser att stiga snabbare och lättare, vilket sedan bidrar till snöfallsproduktion och laddningsseparation, eller blixtar. Vid sommartormar kan hagel nå marken när allt detta är närvarande. Nu talar vi förstås om vintern, så man skulle kunna tro att det inte finns något behov av att nämna hagel. Men det fanns flera observationer i området av hagel som föll tillsammans med snön.
Modellanalyserat tvärsnitt av atmosfären som belyser de viktigaste meteorologiska ingredienserna för tungt snöfall
Vindar
Detta kraftiga lågtrycksområde medförde inte bara ett mycket tungt snöfall i hela regionen, utan det skapade också förutsättningar för mycket kraftiga vindar som hjälpte till att skapa de bländande snöoväderförhållandena. Ett stärkande och instabilt tråg på övre nivå gav ett åtföljande starkt ytligt lågtryck som fördjupades när det drog åt nordost över delar av Mellanvästern. Med detta fördjupade lågtryck på väg in söderifrån och en stark högtrycksrygg i norr bildades en stark tryckgradient över Mellanvästern sent på dagen den 1 februari. Dessa trycklinjer, eller isobarer, var tätt packade över stora delar av regionen, särskilt norra Illinois och nordvästra Indiana. Dessa tätt packade isobarer i samband med detta starka lågtrycksområde var en indikation på potentialen för mycket starka vindar under denna händelse.
Overytväderkarta från kl. 12.00 den 2 februari 2011 med infraröd satellit överlagrad
Det fanns flera andra aspekter av detta system som också bidrog till de mycket höga vindhastigheterna över området den 1 februari. En av dessa hade att göra med delarna på mellan- och övre nivå av det här systemet. Detta dynamiska system förde med sig mycket starka flöden på alla nivåer i atmosfären, vilket inkluderade nivåer strax utanför ytan.
Bilderna nedan är omanalyserade sonderingar, eller vertikala atmosfäriska profilplottar, från ERA-5-dataset. De gäller en punkt nära O’Hare Airport. Den första delen av denna bild att fokusera på är till höger, där vindbarber anger vindhastighet och vindriktning på olika nivåer i atmosfären. Vindkäglorna visar att vindar på omkring 50 till 60 MPH förekommer bara några tusen meter över marken. Med en välblandad nedre del av atmosfären, vilket framgår av den termiska och fuktiga profilen, kan dessa vindhastigheter lätt överföras ner till ytan, vilket är exakt vad som inträffade sent på tisdagskvällen. Områden längs stranden av Michigansjön såg också starkare vindar på grund av att dessa vindar kom från nordost, vilket gav ett obehindrat flöde direkt från sjön.
 |
 |
 |
| Omanalyserad ljudning för kl. 15.00. den 1 februari 2011 (tid för snötillkomst) | Re-analyserat ljud för kl. 20.00 den 1 februari 2011 (kraftig snö och otroligt starka vindar) | Re-analyserat ljud för kl. 14.00 den 2 februari 2011 (fortsatt kraftig snö och otroligt starka vindar) |
| Genererat från ERA-5-dataset. | ||