0 просмотров

Как образуются грозы?

снег-Tiff.jpg

Тиффани Минс — метеоролог и член Американского метеорологического общества, работавшая в CNN, Национальном управлении океанических и атмосферных исследований и других организациях.

Грозы

Облако наковальни

Независимо от того, являетесь ли вы зрителем или «призраком», скорее всего, вы никогда не ошибались при виде или звуках приближающейся грозы. И неудивительно почему. Ежедневно в мире происходит более 40 000 таких случаев. Из этого общего количества 10 000 происходят ежедневно только в Соединенных Штатах.

Грозовая климатология

Карта, показывающая среднее количество грозовых дней в году в США (2010 г.)

Карта, показывающая среднее количество грозовых дней в году в США (2010 г.). Национальная служба погоды NOAA

В весенние и летние месяцы грозы происходят как по маслу. Но не дайте себя обмануть! Грозы могут происходить в любое время года и в любое время суток (не только днем ​​или вечером). Только атмосферные условия должны быть правильными.

Итак, что же это за условия и как они приводят к развитию шторма?

Ингредиенты грозы

Для развития грозы должны присутствовать 3 атмосферных компонента: подъемная сила, неустойчивость и влажность.

Подъемная сила отвечает за инициирование восходящего потока — миграции воздуха вверх в атмосферу — что необходимо для образования грозового облака (кучево-дождевого облака).

Подъем достигается несколькими способами, наиболее распространенным из которых является дифференциальный нагрев, или же конвекция. Когда Солнце нагревает землю, нагретый воздух у поверхности становится менее плотным и поднимается вверх. (Представьте себе пузырьки воздуха, поднимающиеся со дна кастрюли с кипящей водой.)

Другие подъемные механизмы включают в себя теплый воздух, преобладающий над холодным фронтом, и холодный воздух, подрезающий теплый фронт (оба этих механизма известны как фронтальный подъемник), воздух нагнетается вверх по склону горы (известный как орографический подъемник), и воздух, который собирается вместе в центральной точке (известной как конвергенция.

нестабильность

После того, как воздух получил толчок вверх, ему нужно что-то, что помогло бы ему продолжить восходящее движение. Это «что-то» — нестабильность.

Стабильность атмосферы является мерой плавучести воздуха. Если воздух нестабилен, это означает, что он очень плавучий и, будучи приведенным в движение, будет следовать этому движению, а не возвращаться в исходное положение. Если неустойчивая воздушная масса под действием силы толкается вверх, то она будет продолжать движение вверх (или, если ее толкать вниз, она будет продолжать движение вниз).

Теплый воздух обычно считается нестабильным, потому что независимо от силы он имеет тенденцию подниматься (тогда как холодный воздух более плотный и опускается).

Влага

Подъем и нестабильность приводят к подъему воздуха, но для образования облака необходимо достаточное количество влаги. в пределах воздух конденсируется в капли воды в качестве оно восходит. Источниками влаги являются большие водоемы, такие как океаны и озера. Так же, как теплые температуры воздуха способствуют подъемной силе и нестабильности, теплые воды способствуют распределению влаги. У них более высокая скорость испарения, что означает, что они легче выделяют влагу в атмосферу, чем более холодные воды.

В США Мексиканский залив и Атлантический океан являются основными источниками влаги для сильных штормов.

Три стадии

Схема многоячеистой грозы

Схема многоячеистой грозы, состоящей из отдельных грозовых ячеек, каждая из которых находится на разной стадии развития. Стрелки представляют сильное движение вверх и вниз (восходящие и нисходящие потоки), которые характеризуют динамику грозы. Национальная служба погоды NOAA

Все грозы, как сильные, так и несильные, проходят 3 стадии развития:

  1. возвышающаяся кучевая стадия,
  2. зрелая стадия и
  3. рассеивающая стадия.

1. Стадия возвышающихся кучевых облаков

На начальном этапе развития грозы преобладает наличие восходящих потоков.

На начальном этапе развития грозы преобладает наличие восходящих потоков. Они превращают облако из кучевых в возвышающиеся кучево-дождевые. Национальная служба погоды NOAA

Да, это кучевые облака как в кучевые облака хорошей погоды. На самом деле грозы происходят из этого неопасного типа облаков.

Хотя на первый взгляд это может показаться противоречивым, подумайте вот о чем: термическая нестабильность (которая провоцирует развитие грозы) также является тем самым процессом, посредством которого формируются кучевые облака. Поскольку Солнце нагревает поверхность Земли, некоторые области нагреваются быстрее, чем другие. Эти более теплые карманы воздуха становятся менее плотными, чем окружающий воздух, что заставляет их подниматься, конденсироваться и образовывать облака. Однако в течение нескольких минут после образования эти облака испаряются в более сухой воздух в верхних слоях атмосферы. Если это происходит в течение достаточно длительного периода времени, этот воздух в конечном итоге увлажняется, и с этого момента продолжается рост облака, а не его подавление.

Этот вертикальный рост облаков, называемый восходящий поток, характеризует кучевую стадию развития. Это работает, чтобы строить шторм. (Если вы когда-нибудь внимательно наблюдали за кучевым облаком, вы могли увидеть, как это происходит. (Облако начинает подниматься все выше и выше в небо.)

Во время кучевой стадии обычное кучевое облако может превратиться в кучево-дождевое, имеющее высоту почти 20 000 футов (6 км). На этой высоте облако проходит уровень замерзания 0 ° C (32 ° F) и начинают формироваться осадки. По мере того, как осадки накапливаются внутри облака, оно становится слишком тяжелым для восходящих потоков. Он падает внутри облака, вызывая сопротивление воздуха. Это, в свою очередь, создает область направленного вниз воздуха, называемую нисходящий поток.

2. Зрелая стадия

Зрелая стадия иллюстрации грозы

Всем, кто пережил грозу, знакома ее зрелая стадия — период, когда на поверхности ощущаются порывистые ветры и сильные осадки. Однако может показаться незнакомым тот факт, что основной причиной этих двух классических грозовых погодных условий является нисходящий поток во время шторма.

Напомним, что когда осадки накапливаются в кучево-дождевых облаках, они в конечном итоге создают нисходящий поток.Когда нисходящий поток движется вниз и выходит из основания облака, выпадают осадки. Его сопровождает порыв охлажденного дождем сухого воздуха. Когда этот воздух достигает поверхности Земли, он распространяется перед грозовым облаком — событие, известное как фронт порывов. Фронт порывов является причиной того, что в начале ливня часто ощущаются прохладные, ветреные условия.

Поскольку восходящий поток шторма происходит бок о бок с его нисходящим потоком, грозовое облако продолжает увеличиваться. Иногда нестабильная область достигает дна стратосферы. Когда восходящие потоки поднимаются на эту высоту, они начинают распространяться в стороны. Это действие создает характерную вершину наковальни. (Поскольку наковальня расположена очень высоко в атмосфере, она состоит из перистых/ледяных кристаллов.)

Все это время более холодный, сухой (и, следовательно, более тяжелый) воздух снаружи облака попадает в облачную среду просто в результате его роста.

3. Стадия рассеивания

Схема рассеивающейся грозы

Со временем, когда более прохладный воздух за пределами облачной среды все больше проникает в растущее грозовое облако, нисходящий поток шторма в конечном итоге догоняет его восходящий поток. Без подачи теплого влажного воздуха для поддержания его структуры шторм начинает ослабевать. Облако начинает терять свои яркие, четкие очертания и вместо этого становится более рваной и смазанной — признак того, что оно стареет.

Процесс полного жизненного цикла занимает около 30 минут. В зависимости от типа грозы гроза может пройти через нее только один раз (одноячеечная) или несколько раз (многоячеечная). (Фронт порывов часто вызывает рост новых гроз, выступая в качестве источника подъемной силы для соседнего влажного, нестабильного воздуха.)

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Юридические школы Лиги плюща
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector