Линия шквала - Squall line

Метеорадиолокатор изображение циклонического вихря над Пенсильвании с задней линии шквалов

Линия шквала или квазилинейная конвективная система ( QLCS ) - это линия гроз, образующихся вдоль или перед холодным фронтом . В начале 20 века этот термин использовался как синоним холодного фронта. Он содержит сильные осадки , град , частые молнии , сильные прямолинейные ветры и, возможно, смерчи и смерчи . Сильный прямолинейный ветер может возникать там, где линия шквала имеет форму лукового эха . Торнадо могут возникать вдоль волн в пределах линейного эхо-волнового паттерна (LEWP), где присутствуют мезомасштабные области низкого давления . Некоторые отголоски лука, возникающие в течение летнего сезона, известны как дерехо , и они довольно быстро перемещаются по большим участкам земли. На заднем крае полосы дождя, связанной со зрелыми линиями шквала, может присутствовать низкий уровень следа , иногда связанный с тепловым выбросом .

Теория

Теория полярного фронта была разработана Якобом Бьеркнесом на основе плотной сети наблюдательных пунктов в Скандинавии во время Первой мировой войны. Эта теория предполагала, что основной приток в циклон был сконцентрирован на двух линиях конвергенции, одна впереди минимума, а другая - позади. за низким. Задняя зона конвергенции была названа линией шквала или холодным фронтом. Области облаков и дождя, казалось, были сосредоточены вдоль этой зоны конвергенции. Концепция фронтальных зон привела к концепции воздушных масс. Природа трехмерной структуры циклона была концептуализирована после создания аэрологической сети в 1940-х годах.

Спутниковый снимок штормовой линии в Мексиканском заливе
Радиолокационное изображение восточной части Соединенных Штатов, показывающее линию шквала
Радиолокационное изображение линии сильных штормов
Линия шквала длиной более 1000 миль (1600 км) через Мексиканский залив и восточную часть США 30 января 2013 г. (радиолокационное покрытие обеспечивается наземными радиолокаторами, поэтому среднее изображение не покрывает часть над заливом). Крайний правый снимок сделан через пару часов после двух других и показывает самый сильный участок линии, проходящей через Флориду, Джорджию и Южную Каролину.

Жизненный цикл

Типичное преобразование (a) в эхо-сигнал (b, c) и в эхо-сигнал через запятую (d). Пунктирная линия показывает ось наибольшего потенциала нисходящих выбросов . Стрелки указывают поток ветра относительно шторма. Область C наиболее подвержена развитию торнадо.

Организованные зоны активности грозы усиливают ранее существовавшие фронтальные зоны и могут обогнать холодные фронты. Это опережение происходит в пределах западных ветров по схеме, где струя верхнего уровня разделяется на два потока. Результирующая мезомасштабная конвективная система (MCS) формируется в точке разделения верхнего уровня в ветровой структуре в области наилучшего притока низкого уровня.

Затем конвекция перемещается на восток и к экватору в теплый сектор, параллельно линиям толщины на нижнем уровне. Когда конвекция является сильной линейной или криволинейной, MCS называется линией шквала, с особенностью, расположенной на переднем крае значительного сдвига ветра и повышения давления. Эта особенность обычно отображается в теплое время года в Соединенных Штатах при анализе поверхности, поскольку они лежат внутри острых впадин на поверхности.

Если линии шквалов образуются над засушливыми регионами, пыльная буря, известная как хабуб, может возникнуть из-за сильного ветра, поднимающего пыль с дна пустыни. За зрелыми линиями шквала на заднем крае дождевого экрана может образоваться слабый след , который может привести к тепловому выбросу из-за нагрева нисходящей воздушной массы, которая больше не охлаждается дождем.

Более мелкие кучевые или слоисто-кучевые облака, а также перистые, а иногда и высококучевые или перисто-кучевые облака могут быть обнаружены перед линией шквала. Эти облака являются результатом распада бывших кучево-дождевых облаков или области лишь незначительной нестабильности перед главной линией шквала.

Поскольку суперячейки и многоячеечные грозы рассеиваются из-за слабой поперечной силы или плохих подъемных механизмов (например, значительный рельеф местности или отсутствие дневного обогрева), связанный с ними фронт порыва может опередить саму линию шквала, и область синоптического масштаба с низким давлением может затем заполнение, приводящее к ослаблению холодного фронта; По сути, гроза исчерпала свои восходящие потоки, став системой с преобладанием нисходящего потока. Области рассеивания гроз на линии шквала могут быть областями с низким CAPE , низкой влажностью , недостаточным сдвигом ветра или плохой синоптической динамикой (например, низкое заполнение верхнего уровня), ведущей к фронтолизу .

Отсюда будет происходить общее истончение линии шквала: со временем ветры затухают, границы оттока существенно ослабляют восходящие потоки, а облака теряют свою толщину.

Характеристики

Поперечное сечение линии шквала, показывающее осадки, воздушный поток и приземное давление

Updrafts

Ведущая область линии шквала состоит в основном из нескольких восходящих потоков или отдельных областей восходящего потока , поднимающихся с уровня земли до самых высоких продолжений тропосферы , конденсирующих воду и формирующих темное зловещее облако в облако с заметным превышением вершины и наковальня (благодаря ветрам синоптической шкалы ). Из-за хаотического характера восходящих и нисходящих потоков важны возмущения давления.

Возмущения давления

Заслуживают внимания возмущения давления во время грозы. При высокой плавучести на нижнем и среднем уровнях зрелой грозы восходящий и нисходящий потоки создают отчетливые мезоцентры давления. Поскольку грозы организованы в виде линий шквалов, северный конец линии шквалов обычно называют концом циклонов, а южная сторона вращается антициклонически (в северном полушарии). Из-за силы Кориолиса северный конец может развиваться дальше, создавая "запятую" нижнюю часть следа , или может продолжаться в виде шквала. Восходящий поток перед линией также создает мезоловод, в то время как нисходящий поток сразу за линией создает мезоуровень.

Сдвиг ветра

Сдвиг ветра - важный аспект линии шквала. В средах с низким и средним сдвигом зрелые грозы будут вносить скромные нисходящие потоки, достаточные для создания переднего подъемного механизма - фронта порыва. В условиях сильного сдвига, создаваемого противодействием струйным ветрам на малых высотах и ​​синоптическим ветрам, восходящие и последующие нисходящие потоки могут быть намного более интенсивными (обычное явление в мезоциклонах суперячейки ). Холодный воздух отток покидает область волочить по линии шквала к струе среднего уровня, который помогает в нисходящих процессах.

Индикаторы суровой погоды

Сильные линии шквала обычно изгибаются из-за образования более сильной мезомасштабной системы высокого давления ( мезовысокого ) в конвективной области из-за сильного нисходящего движения за линией шквала и могут иметь форму нисходящего взрыва . Разница давлений между высоким мезомасштабным и более низким давлением перед линией шквала вызывает сильные ветры, которые наиболее сильны там, где линия наиболее изогнута.

Еще одним признаком наличия суровой погоды вдоль линии шквала является ее преобразование в структуру линейных эхо-волн , или LEWP. LEWP - это особая конфигурация в ряду конвективных штормов, которая указывает на наличие области низкого давления и возможность разрушительных ветров, сильного града и торнадо. На каждом изгибе вдоль LEWP есть мезомасштабная область низкого давления, которая может содержать торнадо. В ответ на очень сильный отток к юго-западу от мезомасштабной впадины, часть линии выпирает наружу, образуя дугообразное эхо . За этой выпуклостью находится мезомасштабная область высокого давления.

Изображение на картах

Как NWS изображает линию шквала на погодных картах

Линии шквалов изображены на анализах поверхности Национальной метеорологической службой в виде чередующихся двух красных точек и тире, обозначенных «SQLN» или «ЛИНИЯ ШКОЛА».

Вариации

Деречо

Облако на полке от Деречо, сделанное в Миннесоте

Деречо ( от испанского : derecho, что означает «прямой») - это широко распространенная и долгоживущая, сильная прямолинейная буря, вызванная конвекцией, которая связана с быстро движущейся полосой сильных гроз, обычно принимающих форму дугообразного эха . Derechos дуют в направлении движения связанных с ними штормов, подобно фронту порывов ветра , за исключением того, что ветер постоянный и обычно усиливается за фронтом «порыва». Явление теплой погоды, дерехо встречается в основном летом, с мая по август в Северном полушарии . Они могут возникать в любое время года и так же часто как в дневное время, так и в ночное время.

Традиционные критерии, которые отличают дерехо от сильной грозы, - это продолжительный ветер со скоростью 58 миль в час (93 км / ч) во время шторма, в отличие от порывов ветра, высокая или быстро увеличивающаяся скорость движения и географическая протяженность (обычно 250 морских миль (460 миль)). км; 290 миль) в длину.) Кроме того, они имеют характерный вид на радаре (носовой эхо); несколько уникальных особенностей, таких как задний входной паз и заглушка вихря, и обычно проявляются два или более нисходящих выброса. Хотя эти штормы чаще всего случаются в Северной Америке, derechos случаются и в других странах мира. За пределами Северной Америки их могут называть разными именами. Например, в Бангладеш и прилегающих частях Индии шторм, известный как «норвестер», может быть прогрессирующим дерехо.

Смотрите также

Рекомендации