Воздушно-массовая гроза

Гроза, как правило, слабая и не очень сильная

Воздушно -массовая гроза , также называемая «обычной», ^[1] «одноячеечной», «изолированной» или «садовой разновидностью» грозы , ^[2] — это гроза, которая обычно слабая и обычно не сильная. Эти грозы образуются в средах, где присутствует по крайней мере некоторое количество конвективной доступной потенциальной энергии (CAPE), но с очень низкими уровнями сдвига ветра и спиральности . Источник подъема, который является решающим фактором в развитии грозы, обычно является результатом неравномерного нагрева поверхности, хотя они могут быть вызваны погодными фронтами и другими низкоуровневыми границами, связанными с конвергенцией ветра . Энергия, необходимая для формирования этих штормов, поступает в форме инсоляции или солнечной радиации. Воздушно-массовые грозы не движутся быстро, длятся не более часа и несут в себе угрозу молнии , а также ливневых легких, умеренных или сильных осадков. Сильные осадки могут мешать микроволновым передачам в атмосфере.

Характеристики молнии связаны с характеристиками исходной грозы и могут вызывать лесные пожары вблизи гроз с минимальным количеством осадков. В необычных случаях может быть слабый нисходящий порыв и небольшой град . Они обычны в умеренных зонах в летний полдень. Как и все грозы, среднеслоистое поле ветра, которое формируют штормы, определяет движение. Когда глубокослоистый поток ветра слабый, прогрессирование границы оттока будет определять движение шторма. Поскольку грозы могут представлять опасность для авиации, пилотам рекомендуется летать выше любых слоев дымки в регионах с лучшей видимостью и избегать полетов под наковальней этих гроз, которые могут быть регионами, где град выпадает из исходной грозы. Вертикальный сдвиг ветра также представляет опасность вблизи основания гроз, которые сформировали границы оттока .

Жизненный цикл

Триггером для подъема первоначального кучевого облака может быть инсоляция , нагревающая землю, производящая термики , области, где сходятся два ветра, заставляя воздух подниматься вверх, или где ветры дуют над местностью с увеличивающейся высотой. Влага быстро охлаждается в жидкие капли воды из-за более низких температур на большой высоте, что проявляется в виде кучевых облаков. По мере того, как водяной пар конденсируется в жидкость, высвобождается скрытое тепло , которое нагревает воздух, в результате чего он становится менее плотным, чем окружающий сухой воздух. Воздух имеет тенденцию подниматься в восходящем потоке через процесс конвекции (отсюда и термин конвективные осадки ). Это создает зону низкого давления под формирующейся грозой, иначе известную как кучево-дождевое облако . Во время типичной грозы в атмосферу Земли поднимается приблизительно 5×10 ⁸ кг водяного пара . ^[3]^[^{неудачная проверка}^] Поскольку они формируются в областях минимального вертикального сдвига ветра , ^[4] осадки грозы создают влажную и относительно прохладную границу оттока, которая подрывает низкоуровневый приток шторма и быстро вызывает рассеивание. Водяные смерчи , небольшой град и сильные порывы ветра могут возникать в связи с этими грозами. ^[5]

Обычные места появления

Также известные как одноячеечные грозы, это типичные летние грозы во многих умеренных регионах. Они также происходят в холодном нестабильном воздухе, который часто следует за прохождением холодного фронта с моря зимой. В кластере гроз термин «ячейка» относится к каждому отдельному основному восходящему потоку. Грозовые ячейки иногда образуются изолированно, так как возникновение одной грозы может развить границу оттока, которая устанавливает развитие новой грозы. Такие штормы редко бывают сильными и являются результатом локальной атмосферной нестабильности; отсюда и термин «воздушная массовая гроза». Когда такие штормы имеют краткий период суровой погоды, связанный с ними, это известно как импульсный сильный шторм . 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 образованием и рассеиванием одноячеечные грозы обычно длятся 20–30 минут. ^[6]

Движение

Два основных способа перемещения гроз — это 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 нижние 8 километров (5,0 миль) атмосферы Земли . Более молодые грозы направляются ветрами, которые находятся ближе к поверхности Земли, чем более зрелые грозы, поскольку они, как правило, не такие высокие. Если фронт порыва или передний край границы оттока движется впереди грозы, движение грозы будет двигаться в тандеме с фронтом порыва. Это больше касается гроз с сильными осадками (HP), таких как грозы в воздушных массах. Когда грозы сливаются, что наиболее вероятно, когда многочисленные грозы существуют поблизости друг от друга, движение более сильной грозы обычно диктует будущее движение объединенной ячейки. Чем сильнее средний ветер, тем менее вероятно, что другие процессы будут вовлечены в движение шторма. На метеорологическом радаре штормы отслеживаются с помощью заметной особенности и отслеживания ее от сканирования к сканированию. ^[7]

Конвективные осадки

Конвективный дождь или ливневые осадки выпадают 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 грозовые, имеют ограниченную горизонтальную протяженность. Большинство осадков в тропиках , по-видимому, являются конвективными. ^[8]^[9] Крупа и град являются хорошими индикаторами конвективных осадков и гроз. ^[10] В средних широтах конвективные осадки прерывисты и часто связаны с бароклинными границами, такими как холодные фронты , линии шквалов и теплые фронты . ^[11] Высокие показатели осадков связаны с грозами с более крупными каплями дождя. Сильные осадки приводят к затуханию микроволновых передач, начинающихся выше частоты 10 гигагерц (ГГц), но более сильны выше частот 15 ГГц. ^[12]

Молния

Нисходящее движение более прохладного воздуха от гроз распространяется наружу во всех направлениях, когда окружающий поток ветра слабый.

Были обнаружены связи между частотой молний и высотой осадков во время гроз. Грозы, которые показывают радарные отражения выше 14 километров (8,7 миль) в высоту, связаны со штормами, 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 самые связи не действуют над тропическими океанами. ^[13] Молнии от гроз с малым количеством осадков (LP) являются одной из основных причин лесных пожаров . ^[14]^[15]

Авиационные проблемы

В районах, где эти грозы формируются изолированно и горизонтальная видимость хорошая, пилоты могут довольно легко уклониться от этих штормов. В более влажной атмосфере, которая становится дымчатой, пилоты перемещаются над слоем дымки, чтобы получить лучшую точку обзора этих штормов. Летать под наковальней гроз не рекомендуется, так как град с большей вероятностью выпадет в таких районах 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, как скорость, так и направленный сдвиг ветра могут возникнуть на переднем крае трехмерной границы. Чем сильнее граница оттока, тем сильнее станет результирующий вертикальный сдвиг ветра. ^[17]

Смотрите также

Тепловая молния

Ссылки

^ Роберт М. Раубер; Джон Э. Уолш; Донна Дж. Шарлевуа (2008). «Глава восемнадцатая: Грозы». Суровая и опасная погода: Введение в метеорологию с высоким воздействием (3-е изд.). Дубьюк, Айова: Kendall/Hunt Publishing Company. стр. 333–335. ISBN 978-0-7575-5043-0.
^ Джефф Хаби (2008-02-19). "Что такое гроза в воздушных массах?". weatherprediction.com . Получено 3 декабря 2009 г. .
^ Джанфранко Видали (2009). «Грубые значения различных процессов». Сиракузский университет . Архивировано из оригинала 2010-03-15 . Получено 2009-08-31 .
^ Стивен Бьюсингер (17.11.2006). "Лекция 25. Грозы и молнии в воздушных массах" (PDF) . Гавайский университет . Получено 08.06.2010 .
^ Ли М. Гренчи; Джон М. Несе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст/лабораторное руководство. Кендалл Хант. стр. 213. ISBN 978-0-7872-7716-1.
^ Национальная лаборатория сильных штормов (15 октября 2006 г.). "Учебник по сильным погодным условиям: вопросы и ответы о грозах". Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 25 августа 2009 г. Получено 01 сентября 2009 г.
^ Джон В. Зейтлер; Мэтью Дж. Банкерс (март 2005 г.). «Оперативное прогнозирование движения суперячеек: обзор и примеры с использованием нескольких наборов данных» (PDF) . Офис прогнозов Национальной метеорологической службы , Ривертон, Вайоминг . Получено 30 августа 2009 г.
^ B. Geerts (2002). "Конвективные и стратифицированные осадки в тропиках". University of Wyoming . Архивировано из оригинала 19 декабря 2007 года . Получено 27 ноября 2007 года .
↑ Роберт Хауз (октябрь 1997 г.). «Стратиформные осадки в регионах конвекции: метеорологический парадокс?». Бюллетень Американского метеорологического общества . 78 (10): 2179–2196. Bibcode : 1997BAMS...78.2179H. doi : 10.1175/1520-0477(1997)078<2179:SPIROC>2.0.CO;2 .
^ Глоссарий метеорологии (2009). "Граупель". Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 2008-03-08 . Получено 2009-01-02 .
^ Тоби Н. Карлсон (1991). Системы погоды средних широт . Routledge. стр. 216. ISBN 978-0-04-551115-0.
^ Харви Лехпамер (2010). Сети микроволновой передачи: планирование, проектирование и развертывание. McGraw Hill Professional. стр. 107. ISBN 978-0-07-170122-8.
^ Владимир А. Раков; Мартин А. Уман (2007). Молния: физика и эффекты. Cambridge University Press. С. 30–31. ISBN 978-0-521-03541-5.
^ "Стратегии предотвращения лесных пожаров" (PDF) . Национальная координационная группа по лесным пожарам. Март 1998 г. стр. 17. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-12-09 . Получено 2008-12-03 .
^ Владимир А. Раков (1999). «Молния делает стекло». Университет Флориды , Гейнсвилл. Архивировано из оригинала 11 ноября 2007 года . Получено 7 ноября 2007 года .
^ Роберт Н. Бак (1997). Weather Flying. McGraw-Hill Professional. стр. 190. ISBN 978-0-07-008761-3.
^ TT Fujita (1985). «Нисходящий порыв, микропорыв и макропорыв». Исследовательская работа SMRP 210, 122 страницы.

Внешние ссылки

Глоссарий - Национальная метеорологическая служба NOAA

[1] Роберт М. Раубер; Джон Э. Уолш; Донна Дж. Шарлевуа (2008). «Глава восемнадцатая: Грозы». Суровая и опасная погода: Введение в метеорологию с высоким воздействием (3-е изд.). Дубьюк, Айова: Kendall/Hunt Publishing Company. стр. 333–335. ISBN 978-0-7575-5043-0.

[WP-2] Джефф Хаби (2008-02-19). "Что такое гроза в воздушных массах?". weatherprediction.com . Получено 3 декабря 2009 г. .

[condensationenergy-3] Джанфранко Видали (2009). «Грубые значения различных процессов». Сиракузский университет . Архивировано из оригинала 2010-03-15 . Получено 2009-08-31 .

[4] Стивен Бьюсингер (17.11.2006). "Лекция 25. Грозы и молнии в воздушных массах" (PDF) . Гавайский университет . Получено 08.06.2010 .

[5] Ли М. Гренчи; Джон М. Несе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст/лабораторное руководство. Кендалл Хант. стр. 213. ISBN 978-0-7872-7716-1.

[tsbasics-6] Национальная лаборатория сильных штормов (15 октября 2006 г.). "Учебник по сильным погодным условиям: вопросы и ответы о грозах". Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 25 августа 2009 г. Получено 01 сентября 2009 г.

[motion-7] Джон В. Зейтлер; Мэтью Дж. Банкерс (март 2005 г.). «Оперативное прогнозирование движения суперячеек: обзор и примеры с использованием нескольких наборов данных» (PDF) . Офис прогнозов Национальной метеорологической службы , Ривертон, Вайоминг . Получено 30 августа 2009 г.

[Geerts-8] B. Geerts (2002). "Конвективные и стратифицированные осадки в тропиках". University of Wyoming . Архивировано из оригинала 19 декабря 2007 года . Получено 27 ноября 2007 года .

[9] Роберт Хауз (октябрь 1997 г.). «Стратиформные осадки в регионах конвекции: метеорологический парадокс?». Бюллетень Американского метеорологического общества . 78 (10): 2179–2196. Bibcode : 1997BAMS...78.2179H. doi : 10.1175/1520-0477(1997)078<2179:SPIROC>2.0.CO;2 .

[10] Глоссарий метеорологии (2009). "Граупель". Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 2008-03-08 . Получено 2009-01-02 .

[11] Тоби Н. Карлсон (1991). Системы погоды средних широт . Routledge. стр. 216. ISBN 978-0-04-551115-0.

[12] Харви Лехпамер (2010). Сети микроволновой передачи: планирование, проектирование и развертывание. McGraw Hill Professional. стр. 107. ISBN 978-0-07-170122-8.

[13] Владимир А. Раков; Мартин А. Уман (2007). Молния: физика и эффекты. Cambridge University Press. С. 30–31. ISBN 978-0-521-03541-5.

[14] "Стратегии предотвращения лесных пожаров" (PDF) . Национальная координационная группа по лесным пожарам. Март 1998 г. стр. 17. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-12-09 . Получено 2008-12-03 .

[ufl-15] Владимир А. Раков (1999). «Молния делает стекло». Университет Флориды , Гейнсвилл. Архивировано из оригинала 11 ноября 2007 года . Получено 7 ноября 2007 года .

[16] Роберт Н. Бак (1997). Weather Flying. McGraw-Hill Professional. стр. 190. ISBN 978-0-07-008761-3.

[17] TT Fujita (1985). «Нисходящий порыв, микропорыв и макропорыв». Исследовательская работа SMRP 210, 122 страницы.