Мезоциклон
| Часть серии о |
| Погода |
|---|
 Погодный портал |
Мезоциклон — это мезо-гамма- мезомасштабная (или штормовая) область вращения ( вихрь ), обычно диаметром от 2 до 6 миль (от 3,2 до 9,7 км), чаще всего наблюдаемая на радаре во время грозы . В северном полушарии он обычно расположен на правом заднем фланге (заднем крае по отношению к направлению движения) суперячейки или часто на восточном, или переднем, фланге высокоосаждаемой разновидности суперячейки. Область, покрытая циркуляцией мезоциклона, может иметь ширину в несколько миль (км), но существенно больше, чем любой торнадо , который может развиться внутри нее, и именно внутри мезоциклонов формируются интенсивные торнадо . [1]
Описание
[ редактировать ]Мезоциклоны — это вихри восходящего и сходящегося воздуха среднего размера, циркулирующие вокруг вертикальной оси. Чаще всего они связаны с локальной областью низкого давления . Их вращение (обычно) происходит в том же направлении, что и системы низкого давления в данном полушарии: против часовой стрелки в северном и по часовой стрелке в южном полушарии, за исключением редких исключений, представляющих собой мезоциклоны наименьшего масштаба. Мезоантициклоны, вращающиеся в противоположном направлении, могут сопровождать мезоциклоны внутри суперячейки, но они имеют тенденцию быть более слабыми и часто более временными, чем мезоциклоны, которые могут поддерживаться в течение десятков минут или часов, а также циклически последовательно образовываться внутри суперячейки. Мезоантициклоны относительно часто встречаются в виде левосторонних суперячейок, которые отделяются от родительских суперячейок в определенных режимах вертикального сдвига ветра.
Мезоциклон обычно представляет собой явление, которое трудно наблюдать непосредственно. Визуальные признаки вращения, такие как изогнутые полосы притока , могут указывать на наличие мезоциклона, но цилиндр циркулирующего воздуха часто слишком велик, чтобы его можно было распознать, если смотреть с земли, или может не содержать облаков, достаточно отличимых от окружающего более спокойного воздуха. чтобы сделать поток циркулирующего воздуха очевидным.
Мезоциклоны идентифицируются с помощью доплеровских метеорологических радиолокационных наблюдений как признак вращения, который соответствует определенным критериям по величине, вертикальной глубине и продолжительности. США На дисплеях радаров NEXRAD мезоциклоны, идентифицированные алгоритмически, например, с помощью алгоритма обнаружения мезоциклонов (MDA), обычно выделяются желтым сплошным кружком на доплеровском дисплее скорости; другие метеорологические службы могут иметь другие соглашения. [ нужна ссылка ]
Во время грозы
[ редактировать ]Наибольшую тревогу они вызывают при содержании в сильных грозах, поскольку мезоциклоны часто возникают вместе с восходящими потоками в суперячейках, внутри которых вблизи развязки с нисходящим потоком могут образовываться смерчи.
Мезоциклоны локализованы и имеют диаметр примерно от 2 км (1,2 мили) до 10 км (6,2 мили) во время сильных гроз. [2] Грозы, содержащие постоянные мезоциклоны, представляют собой грозы-суперячейки (хотя некоторые суперячейки и даже торнадо не вызывают молний или грома и, следовательно, технически не являются грозами). Доплеровский метеорологический радар используется для идентификации мезоциклонов. Мезовихрь – это похожая, но обычно меньшая и более слабая вращательная особенность, связанная с линиями шквалов .
Формирование
[ редактировать ]Мезоциклоны образуются, когда сильные изменения скорости и/или направления ветра с высотой (« сдвиг ветра ») приводят к вращению частей нижней части атмосферы в невидимых трубчатых рулонах. Конвективный восходящий поток шторма затем втягивает этот вращающийся воздух, изменяя ориентацию рулонов вверх (от параллельности земли к перпендикуляру) и заставляя весь восходящий поток вращаться как вертикальный столб. [3]
Поскольку восходящий поток вращается и поглощает более прохладный и влажный воздух из переднего бокового нисходящего потока (FFD), он может сформировать пристенное облако, вращающийся слой облаков, опущенный от основания окружающего грозового облака под мезоциклоном среднего уровня. Пристенное облако имеет тенденцию формироваться ближе к центру мезоциклона. По мере его спуска воронкообразное облако вблизи его центра может образоваться . Обычно это первая видимая стадия развития торнадо .
В галерее ниже показаны три стадии развития мезоциклона и изображение относительного движения шторма на радаре торнадо, порождающего мезоциклон, над Гринсбургом, штат Канзас, 4 мая 2007 года. Шторм находился в процессе создания торнадо EF5 на время изображения.
Сдвиг ветра (красный) приводит к вращению воздуха (зеленый).
Восходящий поток (синий) «наклоняет» вращающийся воздух в вертикальное положение.
Затем восходящий поток начинает вращаться.
Радиолокационный вид мезоциклона. Обратите внимание, что на момент создания этого изображения торнадо EF5 находился на земле.
Идентификация
[ редактировать ]Самый надежный способ обнаружения мезоциклона — доплеровский метеорадиолокатор. Близкие высокие значения противоположного знака в данных о скорости определяют способ их обнаружения. [4] Мезоциклоны чаще всего располагаются на правом заднем фланге суперячеечных гроз и когда они встроены в линии шквалов (тогда как мезовихри чаще всего образуются на переднем фланге линий шквалов), и их можно отличить по сигнатуре вращения эхо-крючка на карте метеорологического радиолокатора. . Визуальные сигналы, такие как вращающееся настенное облако или торнадо, также могут указывать на присутствие мезоциклона. Вот почему этот термин стал широко использоваться в связи с вращением элементов во время сильных штормов.
Мезоциклоны иногда можно визуально отличить по вращающемуся пристенному облаку, подобному тому, что было во время грозы над Техасом.
Результаты алгоритма обнаружения мезоциклонов на ячейках торнадо в Северном Мичигане, 3 июля 1999 года.
Формирование Торнадо
[ редактировать ]
Формирование торнадо до конца не изучено, но часто происходит одним из двух способов. [5] [6]
В первом методе должны быть выполнены два условия. Во-первых, на поверхности Земли должен образоваться эффект горизонтального вращения. Обычно это происходит из-за внезапных изменений направления или скорости ветра, известных как сдвиг ветра. [7] Во-вторых, должно присутствовать кучево-дождевое облако, а иногда и кучевое облако. [7]
Во время грозы восходящие потоки иногда бывают достаточно мощными, чтобы поднять горизонтальный вращающийся ряд воздуха вверх, превратив его в вертикальный столб воздуха. Этот вертикальный столб воздуха становится основной структурой торнадо. Торнадо, образующиеся таким образом, часто бывают слабыми и обычно длятся менее 10 минут. [7]
Второй метод возникает во время грозы суперячейки, в восходящих потоках внутри грозы. Когда ветер усиливается, высвобождающаяся сила может вызвать вращение восходящих потоков. Этот вращающийся восходящий поток известен как мезоциклон. [8]
Чтобы торнадо сформировался таким образом, задний нисходящий поток входит в центр мезоциклона сзади. Холодный воздух, будучи более плотным, чем теплый, способен проникать через восходящий поток. Сочетание восходящего и нисходящего потоков завершает развитие торнадо. Торнадо, образующиеся при этом методе, часто бывают сильными и могут длиться более часа. [7]
Мезомасштабный конвективный вихрь
[ редактировать ]Мезомасштабный конвективный вихрь (MCV), также известный как мезомасштабный центр завихрения или вихрь Недди, [9] представляет собой мезоциклон внутри мезомасштабной конвективной системы (MCS), который притягивает ветры в виде кругов, или вихрей, на средних уровнях тропосферы и обычно связан с антициклоническим оттоком наверху, с областью сдвига ветра , вызывающей опасения с точки зрения авиации, между верхними и верхними слоями тропосферы. нижний воздух. Имея ядро шириной всего от 30 до 60 миль (от 48 до 97 км) и глубиной от 1 до 3 миль (от 1,6 до 4,8 км), MCV часто не учитывается на стандартных картах погоды . MCV могут сохраняться до двух дней после того, как их родительская мезомасштабная конвективная система рассеялась. [9]
Осиротевший MCV может стать семенем следующей грозы. MCV, который движется в тропические воды, такие как Мексиканский залив, может служить ядром тропического циклона . Примером тому стал ураган Барри в 2019 году . MCV могут вызывать очень сильные ураганы; иногда скорость ветра может достигать более 100 миль в час (160 км/ч). представляло Деречо на Южном Среднем Западе в мае 2009 года собой чрезвычайно прогрессивное дерехо и мезомасштабное конвективное вихревое событие, которое поразило юго-восточный Канзас, южный Миссури и юго-западный Иллинойс 8 мая 2009 года.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Мезоциклон» . Словарь терминов. США Национальная метеорологическая служба . Архивировано из оригинала 3 сентября 2019 г. Проверено 17 октября 2019 г.
- ^ «Мезоциклон» . amsglossary.allenpress.com . Словарь метеорологии. Американское метеорологическое общество . Июнь 2000 г. Архивировано из оригинала 9 июля 2006 г. Проверено 7 декабря 2006 г.
- ^ «Вертикальный сдвиг ветра» . Метеорологические справочники. Университет Иллинойса . Архивировано из оригинала 8 ноября 2006 г. Проверено 21 октября 2006 г.
- ^ «Сигнатура мезоциклона» . amsglossary.allenpress.com . Словарь метеорологии. Американское метеорологическое общество . Июнь 2000 г. Архивировано из оригинала 14 мая 2011 г. Проверено 1 февраля 2010 г.
- ^ «Суровая погода 101: Основы торнадо» . Национальная лаборатория сильных штормов NOAA. Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 31 августа 2018 года . Проверено 2 октября 2018 г.
- ^ Эдвардс, Роджер (19 апреля 2018 г.). «Часто задаваемые вопросы по онлайн-торнадо» . Центр прогнозирования штормов NOAA. Национальное управление океанографии и атмосферы . Архивировано из оригинала 26 марта 2018 года . Проверено 2 октября 2018 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д «Торнадо… Самые жестокие штормы в природе » . Руководство по готовности. Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Сентябрь 1992 г. Архивировано из оригинала 24 июня 2008 г. Проверено 3 августа 2008 г.
- ^ «Формирование Торнадо» . Thinkquest . Корпорация Оракл . Октябрь 2003 г. Архивировано из оригинала 21 апреля 2008 г. Проверено 3 августа 2009 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «8 июля 1997 г. — Мезомасштабный конвективный комплекс распадается, обнажая мезомасштабный центр завихрения» . Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований . Университет Висконсин-Мэдисон . 22 января 2004 г. Архивировано из оригинала 9 июня 2010 г. Проверено 1 февраля 2010 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Определение понятия «мезоциклон» » . глоссарий. США Национальная метеорологическая служба .
