Торнадо и суперъячейки

Суперъячейка — наиболее опасный вид грозы, вращающийся двигатель, чей глубокий, устойчивый мезоциклон может концентрировать вращение в мощный вихрь торнадо.

Definition

Суперъячейка — это гроза с устойчивым, глубоким, вращающимся восходящим потоком, называемым мезоциклоном, а торнадо — это сильно вращающийся столб воздуха, простирающийся от основания шторма до земли.

Scope

Эта тема охватывает структуру и динамику суперъячейковых гроз, происхождение их вращающегося мезоциклона в вертикальном сдвиге ветра, процессы, порождающие торнадо, и оценку интенсивности торнадо по нанесенному ущербу.

Core questions

• Как вертикальный сдвиг ветра придает суперъячейке вращающийся восходящий поток?
• Что такое мезоциклон и как он образуется?
• Какие процессы концентрируют вращение в торнадо вблизи земли?
• Как оценивается и классифицируется интенсивность торнадо?

Key theories

Образование мезоциклона путем наклона сдвига

Горизонтальная завихренность, связанная с вертикальным сдвигом ветра, наклоняется в вертикальное положение и растягивается восходящим потоком шторма, создавая глубокое, устойчивое вращение, которое определяет мезоциклон суперъячейки.

Торнадогенез вблизи поверхности

Торнадо образуются, когда приповерхностное вращение, часто включающее бароклинную завихренность, генерируемую вдоль границ штормового масштаба, концентрируется и растягивается под мезоциклоном в интенсивный низкоуровневый вихрь.

Mechanisms

В условиях сильного вертикального сдвига ветра восходящий поток грозы наклоняет горизонтальную завихренность в вертикальное положение и растягивает ее, создавая вращающийся мезоциклон, который придает суперъячейке долговечность и потенциал для возникновения опасных погодных явлений. Торнадо развиваются, когда вращение также генерируется и концентрируется вблизи поверхности, часто вдоль границы нисходящего потока заднего фланга шторма, и растягивается под мезоциклоном в небольшой, интенсивный вихрь. Возникшее торнадо оценивается постфактум по ущербу, который оно вызывает.

Clinical relevance

Суперъячейки производят самые мощные торнадо, а также гигантский град и разрушительные ветры, поэтому понимание их структуры лежит в основе радиолокационного обнаружения мезоциклонов, выдачи предупреждений о торнадо и исследований, направленных на улучшение времени упреждения предупреждений для защиты жизней.

History

Кит Браунинг идентифицировал и назвал суперъячейку в 1960-х годах, а Фудзита разработал шкалу оценки интенсивности торнадо на основе ущерба; полевые кампании с использованием мобильных радаров и перехвата штормов, описанные в работах, таких как работы Блюстайна, с тех пор продвинули понимание мезоциклонов и торнадогенеза.

Key figures

• Tetsuya Theodore Fujita
• Keith Browning
• Howard Bluestein

Seminal works

• markowski2010
• bluestein2013

Frequently asked questions

Чем суперъячейка отличается от обычной грозы?

Суперъячейка имеет один глубокий, постоянно вращающийся восходящий поток, называемый мезоциклоном, который позволяет ей существовать часами и вызывать самые опасные погодные явления, включая крупный град и сильные торнадо, в отличие от кратковременных обычных штормов.

Как измеряется сила торнадо?

Интенсивность торнадо оценивается после события по ущербу, который оно вызывает, с использованием улучшенной шкалы Фудзиты, поскольку прямые измерения ветра внутри торнадо редки; шкала варьируется от EF0 для самых слабых до EF5 для самых мощных.