Всплеск влажности в Калифорнийском заливе
или Всплеск влажности в Калифорнийском заливе просто всплеск в заливе – это метеорологическое явление, при котором импульс воздуха с высокой влажностью поднимается вверх по Калифорнийскому заливу . Волны в Персидском заливе приносят влагу в южную Аризону во время североамериканского муссона . До 1970-х годов метеорологи сходились во мнении, что влага, которая подпитывала муссоны в центральной и южной Аризоне, возникла в результате перемещения Бермудского максимума в более южное и западное положение, что, в свою очередь, переносило водяной пар в регион из Мексиканского залива. . Однако оперативные метеорологи в 1970-х годах описывали эпизодические всплески влаги, проникавшие в район, который, как предполагалось, возник в Калифорнийском заливе. Было отмечено, что эти эпизоды, вероятно, были связаны с конвективной системой вблизи оконечности полуострова Баха, такой как тропический циклон или восточная волна .
Североамериканский муссон
[ редактировать ]Североамериканский муссон воспринимается как сезонная смена преобладающих ветров, которая обычно сопровождается увеличением количества осадков. Начало обычно приходится на начало июля, когда ветры начинают меняться из-за интенсивного солнечного нагрева на юго-западе США . В зимние месяцы погодные условия на юго-западе США характеризуются полупостоянной системой высокого давления с квазиеженедельными погодными системами, перемещающимися по территории; холодный фронт будет двигаться по территории, после чего произойдет постепенное наращивание хребта. В муссонные месяцы субтропический хребет перемещается на север из-за развития термического минимума из-за интенсивной солнечной радиации. Понижение развивается над Мексиканским плато и постепенно перемещается на север к региону четырех углов . Муссонные дожди обычно начинаются в мае или июне вдоль западного склона Западной Сьерра-Мадре и движутся на север, достигая южной Аризоны где-то в июле. Североамериканский муссон не такой сильный и стойкий, как его индийский аналог, главным образом потому, что Мексиканское нагорье не такое высокое и большое, как Тибетское нагорье в Азии.
Динамика
[ редактировать ]Было предложено несколько механизмов развития нагонов в заливе, включая гравитационные течения , агеострофические потоки, волны Кельвина или волны Россби . [ 1 ] Однако из-за отсутствия наблюдений в этом районе точная причина неизвестна. Наилучшие доступные в настоящее время данные, указывающие на попадание влаги из залива, получены с радара NEXRAD в Юме, штат Аризона . Этот прибор способен измерять скорость и направление ветра на нескольких высотах в атмосфере в так называемом вертикальном профиле ветра. Первым признаком нагона в заливе является изменение направления приземного ветра в Юме, штат Аризона, с переходом ветров с западного на юго-восточный. Этот поток имеет тенденцию становиться шире и глубже по мере развития волны. Во время сезона дождей существует разница давлений между минимумом тепла , наблюдаемым на юго-западе США, и относительно высоким давлением в северной части залива. Ветер будет дуть с юга из-за силы градиента давления . Обычно во время традиционного нагона у южной оконечности полуострова Баха располагается крупная мезомасштабная конвективная система. Обтекание такой системы низкого давления циклоническое , что соответствует вращению против часовой стрелки. Часть этой циркуляции попадет в залив и будет направлена на север, к юго-западу Соединенных Штатов, подобно волноводу . По мере того, как этот влажный воздух движется на север, он встречает уже существующие южные ветры и попадает в южную Аризону. Область высокого давления над северным заливом имеет тенденцию смещать волну влаги на восток, в сторону района Тусона . [ 2 ]
Всплески влажности в Калифорнийском заливе были впервые научно задокументированы в начале 1970-х годов. Джон Хейлз, ранее работавший в офисе Национальной метеорологической службы Финикса, написал в апрельском выпуске Monthly Weather Review за 1972 год , что волны в заливе связаны с большими областями облачных масс, которые переносятся на север вверх по Калифорнийскому заливу и перетекают в южную Аризону. Он написал, что волна напоминает сильный морской бриз . [ 3 ] Айра Бреннер продолжила изучать волны в заливе в 1974 году и, как и Хейлз, обнаружила, что они напоминают сильный морской бриз с теплым влажным воздухом, переносимым на север в самые нижние 10 000 футов (3,0 км) атмосферы. Бреннер был первым, кто предположил, что восточные волны могут сыграть важную роль в возникновении нагона в заливе. [ 4 ]
В середине 1990-х годов возродился интерес к североамериканской муссонной системе. Используя данные, собранные в ходе SWAMP-90 полевой кампании , Майкл Дуглас обнаружил, что всплеск влаги был связан с струей низкого уровня . Струя была самой сильной на высоте от 300 метров (980 футов) до 600 метров (2000 футов) над поверхностью. Он также показал суточные колебания: воздух двигался вниз по склону к Калифорнийскому заливу по утрам и вверх по склону вечером. В ходе полевой кампании было обнаружено, что струя является постоянной характеристикой в самых разных синоптических условиях; при этом он присутствовал в Юме 75% изучаемых дней. [ 5 ] Кроме того, запуск прибора GOES 9 в 1995 году позволил ученым обнаружить количество водяного пара в столбе атмосферы. Глядя на временную эволюцию осаждаемой воды контуров , ученые могут отслеживать распространение влаги вверх по заливу и в Аризону. Исследование моделирования 1997 года предполагает, что западное возмущение в средних широтах за несколько дней до тропического восточного возмущения необходимо для развития сильного нагона в заливе. Западное возмущение увеличивает степень оседания над заливом, что уменьшает глубину планетарного пограничного слоя . Тогда поток глубокой конвекции , связанный с восточной волной, ограничивается неглубоким пограничным слоем. Они отмечают, что слабые волны могут возникать и без западных средних широт, но для сильных волн необходимы оба компонента. [ 6 ] В статье Monthly Weather Review 2000 года Фуллер и Стенсруд показывают, что за 14 лет изучения восточные волны постоянно вызывают нагоны в заливе в течение трех дней после того, как впадина проходит над оконечностью Нижней Калифорнии. Они подчеркивают, что корреляция не позволяет определить причинно-следственную связь, но согласуется с концептуальной моделью, предложенной Стенсрудом и др . в 1997 году. [ 7 ]
Североамериканский эксперимент по муссонам представлял собой полевой эксперимент, который добавил множество наблюдений к типичной системе наблюдения в Калифорнийском заливе, такой как радиозонды , дождемеры и радары, летом 2004 года. В этот период произошло несколько волнений, связанных с прохождением муссонов. тропический циклон у оконечности полуострова Баха. Во время этих явлений наблюдались многие характеристики нагонов, такие как понижение температуры над регионом Четырех Углов в Соединенных Штатах и увеличение восточного потока от Западной Сьерра-Мадре, что привело к конвективным нисходящим потокам . [ 8 ]
Эффекты
[ редактировать ]Поскольку одной из основных характеристик волнения является перенос воды, измерения осаждаемой воды и точки росы также могут увеличиваться. Увеличение количества водяного пара увеличивает количество доступной конвективной потенциальной энергии (CAPE), что может привести к топографически вынужденной конвекции. Влага в Персидском заливе обычно ограничивается центральной и южной Аризоной из-за топографии Моголлонского края . Умеренный направляющий поток от нагона отталкивает конвекцию от гор, которая приносит осадки в пустынные долины.
Осадки в результате нагонов воды в заливе могут вызвать локальные сильные дожди, которые приводят к внезапным наводнениям . В августе 2003 года такое событие произошло в Лас-Вегасе, штат Невада , где в некоторых районах за полчаса выпало более 3 дюймов (7,6 см) дождя. [ 9 ]
Подведение итогов работы Хейлза [ 3 ] и Бреннер, [ 4 ] Фуллер и Стенсруд описывают эффекты, которые обычно связаны с нагонами воды в заливе. Во время начала нагона температура поверхности понизится, точка росы повысится, а давление на уровне моря снизится. Ветер будет меняться с северо-западного на южный. Эти изменения приводят к снижению видимости и низкой облачности. Это приводит к усилению низкоуровневого охлаждения, которое больше всего у поверхности и уменьшается с высотой. Когда волна достигает северной оконечности залива, волна распространяется на южную долину Аризоны, и охлаждение рассеивается. Увеличение количества водяного пара приводит к увеличению количества гроз в Аризоне. [ 7 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Цендер, Дж. А. (2004). «Динамические механизмы волнения залива» . Дж. Геофиз. Рез . 109 (Д10): Д10107. Бибкод : 2004JGRD..10910107Z . дои : 10.1029/2004JD004616 .
- ^ Эрин Джордан (23 июня 2008 г.). «Волна залива» . Новости КОЛД . Проверено 17 октября 2010 г.
- ^ Jump up to: а б Хейлз, Джон Э. (1972). «Потоки морского тропического воздуха на север над Калифорнийским заливом» . Пн. Веа. Преподобный . 100 (4): 298–306. Бибкод : 1972MWRv..100..298H . doi : 10.1175/1520-0493(1972)100<0298:СОМТАН>2.3.CO;2 .
- ^ Jump up to: а б Бреннер, И.С. (1974). «Прилив морского тропического воздуха – от Калифорнийского залива до юго-запада США» Пн. Веа. Преподобный . 102 (5): 375–389. Бибкод : 1974MWRv..102..375B . doi : 10.1175/1520-0493(1974)102<0375:ASOMTA>2.0.CO;2 .
- ^ Дуглас, М.В. (1995). «Летний самолет на малой высоте над Калифорнийским заливом» . Пн. Веа. Преподобный . 123 (8): 2334–2347. Бибкод : 1995MWRv..123.2334D . doi : 10.1175/1520-0493(1995)123<2334:TSLLJO>2.0.CO;2 .
- ^ Стенсруд, диджей; Галл, РЛ; Нордквист, МК (1997). «Волны над Калифорнийским заливом во время мексиканского муссона» . Пн. Веа. Преподобный . 125 (4): 417–437. Бибкод : 1997MWRv..125..417S . doi : 10.1175/1520-0493(1997)125<0417:SOTGOC>2.0.CO;2 .
- ^ Jump up to: а б Фуллер, Р.Д.; Стенсруд, диджей (2000). «Взаимосвязь между тропическими восточными волнами и нагонами над Калифорнийским заливом во время североамериканского муссона» . Пн. Веа. Преподобный . 128 (8): 2983–2989. Бибкод : 2000MWRv..128.2983F . doi : 10.1175/1520-0493(2000)128<2983:TRBTEW>2.0.CO;2 .
- ^ Хиггинс, RW; Ши, В. (2005). «Связь между скачками влажности в Калифорнийском заливе и тропическими циклонами в восточной части Тихоокеанского бассейна» . Дж. Климат . 18 (22): 4601–4620. Бибкод : 2005JCli...18.4601H . дои : 10.1175/JCLI3551.1 .
- ^ Барри Пирс (24 мая 2007 г.). «Оценка всплеска в Персидском заливе: 19 августа 2003 г.» . Национальная метеорологическая служба, Лас-Вегас, Невада . Проверено 15 октября 2010 г.