Știți definiția unei super-celule? Mi sa părut că acest lucru este ceva din domeniul matematicii sau al fizicii nucleare. Poate că există, dar acum vom vorbi despre manifestări naturale.
fenomene Cause, cum ar fi furtuna, furtuna ploaie, vânt Furtuni sunt multiyacheykovye și Cumulonimbus nori monoyacheykovye, care sunt adesea îngrămădite pe cer în timpul verii. Monocelled este un singur nor cum cumonimbus care există independent de ceilalți. Un multicleach este deja un cluster (cluster) de monocelule, care sunt unite de o nicovală. Adică, atunci când o celulă se estompează, atunci se naște un altul lângă el sau nucleația este simultan. Aceste complexe pot ocupa o suprafață de câteva zeci până la câteva sute de mii km2.
Monocelule și multiceluri.
Mai întâi, să luăm în considerare procesele de formare a monocelurilor obișnuite. Într-o zi limpede de vară, soarele încălzește puternic suprafața subacvatică. Ca urmare, apare o convecție termică, ceea ce duce la apariția "embrionilor" unei viitoare furtuni - nori cumulați plane (Cu hum.), A căror înălțime nu depășește 1 km. Acestea sunt generate de obicei prin volumele haotice de pop-up de aer cald - termice sub formă de bule. În acest caz, norul în curs de dezvoltare va dura ceva timp (zeci de minute) și, eventual, se va dizolva fără a intra într-o altă etapă de dezvoltare. Un alt lucru este atunci când termometrul plutitor ia forma unui flux continuu de aer, mai degrabă decât o bule. În acest caz, în locurile în care aerul a crescut, se formează o scurgere. Este umplut cu aer din lateral. Mai sus, dimpotrivă, aerul în exces are tendința de a se răspândi în lateral. La o anumită distanță, traficul aerian se închide. Ca rezultat, se formează o celulă convectivă.
O caracteristică a acestui nor este vârful de gheață care a ajuns la stratul de inversie (Cb determinat înălțimea de condensare strat și convecție -., Limitele Respectiv inferioare și superioare ale norilor în latitudini tropicale, înălțimea acestor nori pot ajunge la 20 km și tropopauzei stantare). Se numește o nicovală și este un strat de nori densi cirrus dezvoltat în plan orizontal. În acest moment, norul a ajuns la dezvoltarea maximă. În plus, împreună cu fluxurile ascendente din nor, se coboară în urma precipitării. Precipitarea răcite de aerul înconjurător, acesta devine mai dens și începe să coboare la suprafață (acest proces de pe Pământ, ne uitam ca digul de baraj), tot mai multe curenți ascendenți de blocare, care sunt foarte necesare pentru existența norilor. Orice flux descendent este în detrimentul cloudogenezei.
Astfel, un nor care a ajuns pe scena Cb imediat semnează imediat o sentință de moarte. După cum arată studiile, fluxurile descendente în partea inferioară și în substrat provoacă un efect deosebit de puternic - din sub nor, vorbind figurativ, fundația este scosă. Ca rezultat, stadiul final al existenței lui Cb este disiparea sa. În acest stadiu, numai curenții descendenți sunt observați sub nor, înlocuind în totalitate pe cei în ascensiune; precipitările slăbesc treptat și încetează, norul devine mai puțin dens, treptat trecând într-un strat de nori duri. Pe aceasta, existența lui se termină. Astfel, toate etapele evoluției norului au loc în aproximativ o oră: norul crește în 10 minute, etapa de maturitate durează aproximativ 20 - 25 de minute, iar disiparea are loc în aproximativ 30 de minute.
Celula a fost menționată ca un nor, care constă dintr-o celulă de convecție, dar mai ales (aproximativ 80%) sunt observate multiyacheyki - un grup de celule convective în diferite stadii de dezvoltare, unite printr-un loc greu. Când multiyacheykovoy furtună downdrafts de aer „părinte“ rece nor creează curenți ascendenți care formează „fiica“ norii de furtună. Cu toate acestea, trebuie reținut faptul că toate celulele nu pot fi simultan în același stadiu de dezvoltare! Timpul existenței multiclipurilor este mult mai mare - de ordinul mai multor ore.
Supercell. Concepte de bază.
O supercell este o celulă mono cu convecție foarte puternică. Procesul de formare și structura sa este foarte diferit de norii obișnuiți cumulonimbus. Prin urmare, acest fenomen este de mare interes pentru oamenii de știință. Interesul constă în faptul că celula convențională a fost în anumite condiții, se transformă într-un fel de „monstru“, care poate fi de aproximativ 4 - 5 ore de aproape fără schimbare, ca cvasistaționară și generează toate pericolele meteorologice. Diametrul supercellului poate ajunge la 50 km sau mai mult, iar înălțimea lui depășește adesea 10 km. Viteza fluxurilor ascendente în supercell atinge 50 m / s și chiar mai mult. Ca rezultat, se formează adesea grindină, cu un diametru de 10 cm sau mai mult. Mai jos vom analiza condițiile de formare, dinamică și structură a supercelulei.
Principalii Factorii necesari pentru formarea supercelulei sunt vântului de forfecare (viteza și variație direcția vântului cu altitudinea în stratul 0 - 6 km), prezența unor niveluri scăzute ale fluxului de jet și instabilitatea puternic în atmosferă, atunci când există o „sablare convecție“. Inițial nor are o celulă caracteristică era flux ascendent direct de aer cald și umed, dar dincolo de cea observată la o anumită înălțime a vântului de forfecare și (sau) curentul jet, care începe să se strânge fluxul ascendent în spirală și se înclină ușor față de axa verticală. Prima figură prezintă o forfecare roșie subțire săgeată vânt (jet stream), săgeata larg - fluxul ascendent.
Ca urmare a contactului cu fluxul de jet, începe să se răsucească într-o spirală în plan orizontal. Apoi, fluxul ascendent, care se rotește într-o spirală, este treptat transformat dintr-unul orizontal într-unul mai vertical. Acest lucru poate fi văzut în figura a doua. În cele din urmă, fluxul ascendent capătă o axă aproape verticală. În același timp, rotația continuă și este atât de puternică încât în cele din urmă se rupe prin nicovală, formând deasupra ei o cupolă - o coroană înălțătoare. Apariția acestei cupole este o dovadă a curenților puternici ascendenți care sunt capabili să penetreze stratul de inversiune. Această coloană rotativă este "inima" supercelei și se numește mezociclon. Diametrul său poate fi de la 2 la 10 km. Vârful ridicat indică prezența mesoclononei.
Durata lungă de viață și stabilitatea supercelulei sunt legate de următoarele. Datorită mezociclonului, precipitațiile coboară puțin în sus și, prin urmare, fluxurile descendente sunt de asemenea observate pe partea laterală (în principal pe ambele părți ale mesoclononei). În acest caz, cele două fluxuri (downlink și uplink) coexistă unele cu altele - acestea sunt prieteni: care se încadrează în jos, primul dislocă aerul cald în sus, și nu blochează accesul la celula, mărind astfel în continuare fluxul ascendent. Și cu cât este mai puternic fluxul ascendent, cu atât precipitațiile sunt mai puternice, ceea ce provoacă și mai multe curenți descendenți, care presează din ce în ce mai mult aerul de suprafață în sus. Și dacă celula se aseamănă cu o roată, se pare că precipitația în această situație se rotește roata. În consecință, supercellul poate exista pentru mai multe ore, crescând în acest timp până la zeci de kilometri în lățime și lungime, generând o grindină mare, ploi abundente și adesea tornadele. În acest moment, suprafața Pământului apare minifronta 3: 2 în zona de downdrafts reci și calde în vecinătatea răsăritul (a se vedea figura №1.). Adică, apare un ciclon miniatural, al cărui "germen" este tocmai acel mesociclon.
După cum sa menționat mai sus, tornadele apar nu numai în super-celule, ci și în mono- și multicelulare convenționale. Cu toate acestea, există o diferență majoră: în supercell precipitații și tornade sunt observate simultan, și mono- și multiyacheykah - mai întâi tornado, apoi ploaie, și în zona în care a existat o tornadă. Acest lucru se datorează lipsei unei schimbări explicite a spațiului părții superioare "cristalogene" a norului și a fundului în care curge aerul cald. Mai mult, în supercelula este de obicei peste partea de sus are un debit jet, ceea ce face ca aerul deplasat departe de nor, în care există o nicovală foarte alungită (a se vedea ris.№1), în timp ce în celula convențională deplasată cald aerul rece coboară de-a lungul marginilor și prin aceasta blochează în plus "puterea". Prin urmare, tornadele din astfel de celule sunt de scurtă durată, sunt slabe și rareori apar într-o etapă mai mare decât un nor de pâlnie.
Trebuie remarcat faptul că super-celulele sunt atât mari, cât și mici, cu o coroană joasă sau înaltă și pot fi formate oriunde, dar mai ales în statele centrale ale Statelor Unite ale Americii - pe marile câmpii. În Europa și în Rusia, acestea sunt extrem de rare și există doar un singur tip - celule super, cum ar fi HP. Clasificarea va fi discutată mai jos. Supercelulele sunt întotdeauna asociate cu o forfecare puternică a vântului și cu valori ridicate ale CAPE, un indicator al instabilității. Pentru super-celule, limita de deplasare verticală începe la 20 m / s în stratul de 0-6 km.
Toate supercelula produc vreme severă (grindină, furtuni, dusuri), dar numai 30% sau mai puține dintre ele generează o tornada, așa că trebuie să încercăm să distingem supercelula generând o tornada de la un „liniștit“.
O schimbare puternică în stratul de 0-6 kilometri (o lungă perioadă de timp) și o flotabilitate suficientă sunt necesare pentru a forma un mezociclon puternic. Formarea unei super-celule în condiția unei curburi semnificative a hografului în stratul de 0-2 km promovează dezvoltarea unei tornado. Cu toate acestea, dezvoltarea unei tornado depinde de structura dinamică a furtunii. Trebuie să existe un flux ascendent puternic și o rotație verticală pentru un mezociclon puternic și dezvoltarea unei tornade. Viteza orizontală cauzată de forfecarea verticală este decisivă în formarea mesoclononei.
Celulele super-celule sunt de obicei clasificate în 3 tipuri. Dar nu toate celulele super-celule corespund în mod clar unei specii specifice și adesea merg de la o specie la alta în cursul evoluției lor. Toate tipurile de celule generează condiții meteorologice severe.
supercell Classic (supercell Classic) - adică, este o supercell ideală, care sunt prezente în aproape toate elementele de mai sus ca un blip pe radar, și vizual. Indicii de instabilitate pentru acest tip sunt: CAPE: 1500 - 3500 J / kg, Li de la -4 la -10. Dar, în natură, astfel de celule sunt destul de rare, mai des există și alte două tipuri.
Supercell tip LP (precipitare redusă). Această clasă de super-celule are o zonă mică, cu precipitații slabe (ploaie, grindină), separate de fluxul ascendent. Acest tip poate fi ușor de identificat datorită „sculptate“ nor brazde în sol în amonte și, uneori, are forma „foamea afectate“, în comparație cu supercelula clasică. Aceasta se datorează faptului că ele se formează de-a lungul așa-numitei. Linii uscate (când Stand-minute observat aerul cald și umed, care este prins ca o fata rece, sub un aer cald și uscat, ultima mai puțin dens), cu puțină apă disponibilă pentru dezvoltarea lor, în ciuda vântului de forfecare puternice . Astfel de celule sunt de obicei distruse rapid fără a trece în alte tipuri. De obicei, generează tornade slabe și grindină, cu dimensiuni mai mici de 1 inch. Din cauza lipsei de precipitații abundente, acest tip de celulă are o reflecție slabă pe radar, fără un ecou cârlig clar, în ciuda faptului că în acest moment nu este de fapt o tornadă. Activitatea Storm unei astfel de celule este mult mai mic în comparație cu alte tipuri de fulgere și de preferință intracloud (IC), și nu între un nor și sol (CG). Acestea sunt formate de CAPE supercelulei egală cu 500 - 3500 J / kg, și Li: -2 - (-8). Aceste celule se găsesc în principal în statele centrale ale SUA în lunile de primăvară și de vară. Au fost observate și în Australia.
Trebuie remarcat faptul că super-celulele sunt atât mari, cât și mici, cu o coroană joasă sau înaltă și pot fi formate oriunde, dar mai ales în statele centrale ale Statelor Unite ale Americii - pe marile câmpii. În Europa și în Rusia, acestea sunt extrem de rare și există doar un singur tip - celule super, cum ar fi HP. Clasificarea va fi discutată mai jos. Supercelulele sunt întotdeauna asociate cu o forfecare puternică a vântului și cu valori ridicate ale CAPE, un indicator al instabilității. Pentru super-celule, limita de deplasare verticală începe la 20 m / s în stratul de 0-6 km.
Toate supercelula produc vreme severă (grindină, furtuni, dusuri), dar numai 30% sau mai puține dintre ele generează o tornada, așa că trebuie să încercăm să distingem supercelula generând o tornada de la un „liniștit“.
O schimbare puternică în stratul de 0-6 kilometri (o lungă perioadă de timp) și o flotabilitate suficientă sunt necesare pentru a forma un mezociclon puternic. Formarea unei super-celule în condiția unei curburi semnificative a hografului în stratul de 0-2 km promovează dezvoltarea unei tornado. Cu toate acestea, dezvoltarea unei tornado depinde de structura dinamică a furtunii. Trebuie să existe un flux ascendent puternic și o rotație verticală pentru un mezociclon puternic și dezvoltarea unei tornade. Viteza orizontală cauzată de forfecarea verticală este decisivă în formarea mesoclononei.
Celulele super-celule sunt de obicei clasificate în 3 tipuri. Dar nu toate celulele super-celule corespund în mod clar unei specii specifice și adesea merg de la o specie la alta în cursul evoluției lor. Toate tipurile de celule generează condiții meteorologice severe.
Supercell clasic (Supercell clasic) - adică este o superceluică ideală, în care sunt prezente aproape toate elementele de mai sus, atât pe radar, cât și pe cel vizual. Indicii de instabilitate pentru acest tip sunt: CAPE: 1500 - 3500 J / kg, Li de la -4 la -10. Dar, în natură, astfel de celule sunt destul de rare, mai des există și alte două tipuri.
Supercell tip LP (precipitare redusă). Această clasă de super-celule are o zonă mică, cu precipitații slabe (ploaie, grindină), separate de fluxul ascendent. Acest tip poate fi ușor de identificat datorită „sculptate“ nor brazde în sol în amonte și, uneori, are forma „foamea afectate“, în comparație cu supercelula clasică. Aceasta se datorează faptului că ele se formează de-a lungul așa-numitei. linii uscate (atunci când vremea este aer cald și umed, care se înțepenește ca un front rece sub aer cald și uscat, deoarece acesta din urmă este mai puțin dens), având puțină umiditate disponibilă pentru dezvoltarea sa, în ciuda unei forfecări puternice a vântului . Astfel de celule sunt de obicei distruse rapid fără a trece în alte tipuri. De obicei, generează tornade slabe și grindină, cu dimensiuni mai mici de 1 inch. Datorită lipsei precipitațiilor puternice, acest tip de celule are o reflectare slabă pe radar, fără un ecou clar al cârligului, în ciuda faptului că în momentul respectiv există o tornadă. Activitatea de furtună a unei astfel de celule este semnificativ mai scăzută în comparație cu alte tipuri și fulgerul este predominant intra-nor (IC), mai degrabă decât între nor și teren (CG). Aceste super-celule sunt formate la CAPE, egale cu 500-3500 J / kg și Li: -2 - (-8). Aceste celule se găsesc în principal în statele centrale ale SUA în lunile de primăvară și de vară. Au fost observate și în Australia.
Trimiteți-le prietenilor: