Воздушно-массовая гроза
Воздушно -массовая гроза , также называемая «обычной», [1] «однокамерная», «изолированная» или «садовая разновидность» грозы , [2] гроза, как правило, слабая и обычно не сильная. хотя бы некоторое количество доступной конвективной потенциальной энергии Эти штормы образуются в средах, где присутствует ветра (CAPE), но с очень низкими уровнями сдвига и спиральности . Источник подъема, который является решающим фактором в развитии грозы, обычно является результатом неравномерного нагрева поверхности, хотя он может быть вызван погодными фронтами и другими низкоуровневыми границами, связанными с конвергенцией ветра . Энергия, необходимая для формирования этих штормов, поступает в виде инсоляции или солнечной радиации. Воздушно-массовые грозы распространяются небыстро, длятся не более часа, грозят молнией , а также ливневыми легкими, умеренными или сильными дождями. Сильные дожди могут помешать передаче микроволнового излучения в атмосфере.
Характеристики молнии связаны с характеристиками исходной грозы и могут вызвать лесные пожары вблизи гроз с минимальным количеством осадков. В необычных случаях возможен слабый порыв ветра и небольшой град . Они распространены в зонах умеренного климата в летний полдень. Как и все грозы, среднеслоистое ветровое поле, внутри которого образуется гроза, определяет движение. Когда ветровой поток в глубоких слоях слабый, движение границы оттока будет определять движение шторма. Поскольку грозы могут представлять опасность для авиации, пилотам рекомендуется летать над любыми слоями дымки в районах с лучшей видимостью и избегать полетов под наковальней этих гроз, которые могут быть регионами, где град выпадает из родительской грозы. Вертикальный сдвиг ветра также представляет собой опасность вблизи основания грозы, которая образует границы оттока .
Жизненный цикл
[ редактировать ]
Спусковым крючком для подъема первоначального кучевого облака может быть инсоляция, нагревающая землю, вызывающая термики , области, где два ветра сходятся, заставляя воздух подниматься вверх, или где ветры дуют над местностью с увеличивающейся высотой. Влага быстро охлаждается до жидких капель воды из-за более низких температур на большой высоте, которые выглядят как кучевые облака. Когда водяной пар конденсируется в жидкость, скрытое тепло выделяется , которое нагревает воздух, в результате чего он становится менее плотным, чем окружающий сухой воздух. Воздух имеет тенденцию подниматься вверх в процессе конвекции (отсюда и термин «конвективные осадки »). Это создает зону низкого давления под формирующейся грозой, также известную как кучево-дождевое облако . При типичной грозе примерно 5×10 8 кг водяного пара поднимается в атмосферу Земли . [3] [ не удалось пройти проверку ] Поскольку они образуются в районах минимального вертикального сдвига ветра , [4] осадки во время грозы создают влажную и относительно прохладную границу оттока, которая подрывает низкий уровень притока во время грозы и быстро вызывает рассеивание. водяные смерчи , небольшой град и сильные порывы ветра. Вместе с этими грозами могут возникать [5]
Распространенные места появления
[ редактировать ]Это типичные летние грозы во многих регионах с умеренным климатом, также известные как одноячеечные грозы. Они также возникают в прохладном нестабильном воздухе, который часто возникает зимой после прохождения холодного фронта с моря. В кластере гроз термин «ячейка» относится к каждому отдельному основному восходящему потоку. Грозовые ячейки иногда образуются изолированно, поскольку возникновение одной грозы может создать границу оттока, которая приводит к развитию новой грозы. Такие штормы редко бывают сильными и являются результатом локальной нестабильности атмосферы; отсюда и термин «гроза воздушных масс». Когда с такими штормами связан короткий период суровой погоды, это называется импульсным сильным штормом . Импульсные сильные штормы плохо организованы из-за минимального вертикального сдвига ветра в среде шторма и происходят случайным образом во времени и пространстве, что затрудняет их прогнозирование. Между формированием и исчезновением одноячеечной грозы обычно длится 20–30 минут. [6]
Движение
[ редактировать ]
Двумя основными способами перемещения гроз являются адвекция ветра и распространение вдоль границ оттока к источникам большего тепла и влаги. Многие грозы движутся со средней скоростью ветра через тропосферу Земли или самые низкие 8 километров (5,0 миль) атмосферы Земли . Молодые грозы направляются ветрами ближе к поверхности Земли, чем более зрелые грозы, поскольку они, как правило, не такие высокие. Если фронт порыва или передняя кромка границы оттока движется впереди грозы, движение грозы будет двигаться в тандеме с фронтом порыва. Это больше относится к грозам с сильными осадками (HP), например, к грозам с воздушными массами. Когда грозы сливаются, что наиболее вероятно, когда многочисленные грозы существуют рядом друг с другом, движение более сильной грозы обычно определяет будущее движение объединенной ячейки. Чем сильнее средний ветер, тем меньше вероятность того, что в штормовое движение будут вовлечены другие процессы. На метеорологический радар , штормы отслеживаются с помощью заметной функции и отслеживаются от сканирования к сканированию. [7]
Конвективные осадки
[ редактировать ]
Конвективный дождь , или ливневые осадки, возникают из кучево-дождевых облаков. Он выпадает в виде ливней с быстро меняющейся интенсивностью. Конвективные осадки выпадают на определенной территории в течение относительно короткого времени, поскольку конвективные облака, такие как грозы, имеют ограниченную горизонтальную протяженность. Большая часть осадков в тропиках имеет конвективный характер. [8] [9] Крупа и град являются хорошими индикаторами конвективных осадков и гроз. [10] В средних широтах конвективные осадки носят прерывистый характер и часто связаны с бароклинными границами, такими как холодные фронты , линии шквалов и теплые фронты . [11] Высокая интенсивность осадков связана с грозами с более крупными каплями дождя. Сильные дожди приводят к замиранию микроволновой передачи, начиная с частоты выше 10 гигагерц (ГГц), но более серьезное явление происходит при частотах выше 15 ГГц. [12]
Молния
[ редактировать ]
| Часть серии о |
| Погода |
|---|
 Погодный портал |
Обнаружена связь между частотой молний и высотой осадков во время гроз. Грозы, которые показывают сигналы радара на высоте более 14 километров (8,7 миль), связаны с ураганами, которые имеют более десяти вспышек молний в минуту. Существует также корреляция между общей частотой молний и размером грозы, скоростью ее восходящего потока и количеством крупы над сушей. Однако те же отношения терпят неудачу в тропических океанах. [13] Молнии от гроз с малым количеством осадков (LP) являются одной из основных причин лесных пожаров . [14] [15]
Авиационные концерны
[ редактировать ]В районах, где эти грозы формируются изолированно и горизонтальная видимость хорошая, пилоты могут довольно легко избежать этих гроз. В более влажной атмосфере, которая становится туманной, пилоты перемещаются над слоем дымки, чтобы лучше видеть эти штормы. Не рекомендуется летать под наковальней грозы, так как град с большей вероятностью выпадет в таких местах за пределами основного дождевого вала грозы. [16] Когда граница оттока формируется из-за неглубокого слоя охлажденного дождем воздуха, распространяющегося вблизи уровня земли от родительской грозы, на переднем крае трехмерной границы может возникнуть как скорость, так и направленный сдвиг ветра. Чем прочнее граница оттока, тем сильнее станет результирующий вертикальный сдвиг ветра. [17]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Роберт М. Раубер; Джон Э. Уолш; Донна Дж. Шарлевуа (2008). «Глава восемнадцатая: Грозы». Суровая и опасная погода: введение в метеорологию сильных ударов (3-е изд.). Дубьюк, Айова: Издательская компания Kendall/Hunt. стр. 333–335. ISBN 978-0-7575-5043-0 .
- ^ Джефф Хэби (19 февраля 2008 г.). «Что такое гроза воздушной массы?» . www.weatherprediction.com . Проверено 3 декабря 2009 г.
- ^ Джанфранко Видали (2009). «Приблизительные значения различных процессов» . Сиракузский университет . Архивировано из оригинала 15 марта 2010 г. Проверено 31 августа 2009 г.
- ^ Стивен Бусингер (17 ноября 2006 г.). «Лекция 25 «Гроза и молнии в воздушной массе» (PDF) . Гавайский университет . Проверено 8 июня 2010 г.
- ^ Ли М. Гренци; Джон М. Незе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст/лабораторное пособие . Кендалл Хант. п. 213. ИСБН 978-0-7872-7716-1 .
- ^ Национальная лаборатория сильных штормов (15 октября 2006 г.). «Букварь для суровой погоды: вопросы и ответы о ГРОЗАХ» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 25 августа 2009 года . Проверено 1 сентября 2009 г.
- ^ Джон В. Зейтлер; Мэтью Дж. Банкерс (март 2005 г.). «Оперативное прогнозирование движения суперячейки: обзор и тематические исследования с использованием нескольких наборов данных» (PDF) . Национальной метеорологической службы Бюро прогнозов , Ривертон, Вайоминг . Проверено 30 августа 2009 г.
- ^ Б. Гертс (2002). «Конвективные и стратиформные осадки в тропиках» . Университет Вайоминга . Архивировано из оригинала 19 декабря 2007 года . Проверено 27 ноября 2007 г.
- ^ Роберт Хауз (октябрь 1997 г.). «Слоистые осадки в областях конвекции: метеорологический парадокс?» . Бюллетень Американского метеорологического общества . 78 (10): 2179–2196. Бибкод : 1997BAMS...78.2179H . doi : 10.1175/1520-0477(1997)078<2179:SPIROC>2.0.CO;2 .
- ^ Глоссарий метеорологии (2009 г.). «Граупель» . Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 8 марта 2008 г. Проверено 2 января 2009 г.
- ^ Тоби Н. Карлсон (1991). Погодные системы средних широт . Рутледж. п. 216. ИСБН 978-0-04-551115-0 .
- ^ Харви Лепамер (2010). Сети передачи микроволнового излучения: планирование, проектирование и развертывание . МакГроу Хилл Профессионал. п. 107. ИСБН 978-0-07-170122-8 .
- ^ Владимир А. Раков; Мартин А. Умань (2007). Молния: физика и эффекты . Издательство Кембриджского университета. стр. 30–31. ISBN 978-0-521-03541-5 .
- ^ «Стратегии предотвращения лесных пожаров» (PDF) . Национальная координационная группа по лесным пожарам. Март 1998 г. с. 17. Архивировано из оригинала (PDF) 9 декабря 2008 г. Проверено 3 декабря 2008 г.
- ^ Владимир А. Раков (1999). «Молния делает стекло» . Университет Флориды , Гейнсвилл. Архивировано из оригинала 11 ноября 2007 года . Проверено 7 ноября 2007 г.
- ^ Роберт Н. Бак (1997). Погода Летающая . МакГроу-Хилл Профессионал. п. 190. ИСБН 978-0-07-008761-3 .
- ^ Т.Т. Фудзита (1985). «Нисходящий взрыв, микровзрыв и макровзрыв». Исследовательский документ SMRP 210, 122 страницы.