Мезомасштабные и опасные погодные явления
Между планетарными волнами и вихрем отдельного облака лежит мезомасштаб — область гроз, шкваловых линий, торнадо и ураганов, где погода становится наиболее бурной и имеет самые серьёзные последствия.
Definition
Мезомасштабные и опасные погодные явления — это раздел метеорологии, изучающий феномены мезомасштаба, промежуточные между синоптическими системами и отдельными облаками, включая интенсивные конвективные штормы, вызывающие опасные погодные условия.
Scope
Эта область охватывает погодные системы мезомасштаба, от нескольких до нескольких сотен километров, включая обычные и организованные грозы, суперъячейки и торнадо, тропические циклоны, а также другие мезомасштабные циркуляции, такие как бризы и горно-долинные ветры.
Sub-topics
Core questions
- Что отличает мезомасштабные явления от более крупных синоптических систем?
- Как грозы организуются в многоячейковые, шкваловые и суперъячейковые структуры?
- Какие условия вызывают торнадо и другие опасные погодные явления?
- Как формируются, усиливаются и наносят ущерб тропические циклоны?
Key theories
- Организация шторма сдвигом ветра
- Вертикальный сдвиг ветра разделяет восходящий поток шторма от его охлаждённого дождём нисходящего потока, что позволяет формировать организованные, долгоживущие структуры, такие как шкваловые линии и вращающиеся суперъячейки, вместо короткоживущих одиночных ячеек.
- Индуцированный ветром теплообмен на поверхности в тропических циклонах
- Тропические циклоны усиливаются за счёт обратной связи, при которой более сильные приповерхностные ветры усиливают испарение с тёплого океана, подпитывая конвекцию, которая приводит к ещё более сильным ветрам, пока не будет ограничена условиями окружающей среды.
Mechanisms
Мезомасштабные погодные явления возникают там, где нестабильность, влажность и подъёмная сила объединяются, чтобы вызвать конвекцию, и где вертикальный сдвиг ветра и крупномасштабное воздействие организуют эту конвекцию в более долгоживущие системы. Сдвиг наклоняет и поддерживает восходящие потоки, создавая суперъячейки, способные порождать торнадо и шкваловые линии, которые распространяются по регионам; над тёплыми тропическими океанами обратные связи между атмосферой и океаном организуют конвекцию в вращающийся теплоядерный вихрь тропического циклона. Мезомасштабные циркуляции, такие как морские бризы, также возникают из-за локальных термических контрастов.
Clinical relevance
Мезомасштабные и опасные погодные явления вызывают большинство самых смертоносных и дорогостоящих атмосферных опасностей, включая торнадо, внезапные наводнения, разрушительные ветры, град и ураганы, поэтому их понимание лежит в основе предупреждений об опасных погодных условиях, планирования чрезвычайных ситуаций и защиты жизни и имущества.
History
Мезомасштабная метеорология выделилась как отдельная область в середине XX века с появлением плотных наблюдательных сетей и метеорологических радаров; исследования Фудзиты торнадо и даунбёрстов, радиолокационные исследования структуры штормов и теории интенсификации тропических циклонов заложили современное понимание опасных погодных явлений.
Key figures
- Tetsuya Theodore Fujita
- Robert Houze
- Kerry Emanuel
Related topics
Seminal works
- markowski2010
- houze2014
Frequently asked questions
- Что означает мезомасштаб?
- Мезомасштаб относится к погодным явлениям размером примерно от нескольких до нескольких сотен километров и продолжительностью в часы, таким как грозы и морские бризы, занимающим промежуточное положение по размеру между крупными синоптическими системами, такими как циклоны, и малым масштабом отдельных облаков.
- Почему некоторые грозы гораздо опаснее других?
- Опасные штормы развиваются, когда сильная нестабильность обеспечивает энергию, а вертикальный сдвиг ветра организует шторм, разделяя восходящий и нисходящий потоки, так что он может сохраняться и иногда вращаться, вызывая крупный град, разрушительные ветры или торнадо.