พายุทอร์นาโดและซูเปอร์เซลล์

ซูเปอร์เซลล์เป็นพายุฝนฟ้าคะนองที่อันตรายที่สุด เป็นกลไกการหมุนที่เมโซไซโคลนที่ลึกและคงอยู่ของมันสามารถรวมการหมุนให้กลายเป็นกระแสลมหมุนวนที่รุนแรงของพายุทอร์นาโดได้

Definition

ซูเปอร์เซลล์คือพายุฝนฟ้าคะนองที่มีกระแสลมยกตัวขึ้นอย่างต่อเนื่อง ลึก และหมุนวน ซึ่งเรียกว่าเมโซไซโคลน และพายุทอร์นาโดคือเสาอากาศที่หมุนวนอย่างรุนแรงที่ยื่นออกมาจากฐานของพายุลงสู่พื้นดิน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมโครงสร้างและพลวัตของพายุฝนฟ้าคะนองแบบซูเปอร์เซลล์ ต้นกำเนิดของเมโซไซโคลนที่หมุนวนในแนวตั้งจากลมเฉือน กระบวนการที่ทำให้เกิดพายุทอร์นาโด และการจัดอันดับความรุนแรงของพายุทอร์นาโดตามความเสียหาย

Core questions

• ลมเฉือนในแนวตั้งทำให้ซูเปอร์เซลล์มีกระแสลมยกตัวที่หมุนวนได้อย่างไร?
• เมโซไซโคลนคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร?
• กระบวนการใดที่รวมการหมุนให้กลายเป็นพายุทอร์นาโดใกล้พื้นดิน?
• ความรุนแรงของพายุทอร์นาโดถูกประมาณและจัดอันดับอย่างไร?

Key theories

การก่อตัวของเมโซไซโคลนโดยการเอียงของแรงเฉือน

กระแสลมหมุนในแนวนอนที่เกี่ยวข้องกับลมเฉือนในแนวตั้งจะถูกเอียงให้เป็นแนวตั้งและยืดออกโดยกระแสลมยกตัวของพายุ ทำให้เกิดการหมุนที่ลึกและต่อเนื่องซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเมโซไซโคลนของซูเปอร์เซลล์

การเกิดพายุทอร์นาโดใกล้พื้นผิว

พายุทอร์นาโดก่อตัวขึ้นเมื่อการหมุนใกล้พื้นผิว ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับกระแสลมหมุนแบบบารอคลินิกที่เกิดขึ้นตามแนวขอบเขตของพายุ ถูกรวมและยืดออกใต้เมโซไซโคลนให้กลายเป็นกระแสลมหมุนวนระดับต่ำที่รุนแรง

Mechanisms

ในสภาพแวดล้อมที่มีลมเฉือนในแนวตั้งที่รุนแรง กระแสลมยกตัวของพายุฝนฟ้าคะนองจะเอียงกระแสลมหมุนในแนวนอนให้เป็นแนวตั้งและยืดออก ทำให้เกิดเมโซไซโคลนที่หมุนวน ซึ่งทำให้ซูเปอร์เซลล์มีอายุยืนยาวและมีศักยภาพที่จะเกิดสภาพอากาศรุนแรง พายุทอร์นาโดจะพัฒนาขึ้นเมื่อมีการสร้างและรวมการหมุนใกล้พื้นผิว ซึ่งมักจะอยู่ตามแนวขอบเขตของกระแสลมพัดลงด้านหลังของพายุ และถูกยืดออกใต้เมโซไซโคลนให้กลายเป็นกระแสลมหมุนวนขนาดเล็กและรุนแรง พายุทอร์นาโดที่เกิดขึ้นจะถูกจัดอันดับภายหลังตามความเสียหายที่เกิดขึ้น

Clinical relevance

ซูเปอร์เซลล์ทำให้เกิดพายุทอร์นาโดที่รุนแรงที่สุด รวมถึงลูกเห็บขนาดใหญ่และลมที่สร้างความเสียหาย ดังนั้นการทำความเข้าใจโครงสร้างของมันจึงเป็นพื้นฐานสำหรับการตรวจจับเมโซไซโคลนด้วยเรดาร์ การออกคำเตือนพายุทอร์นาโด และการวิจัยที่มุ่งปรับปรุงระยะเวลานำในการเตือนภัยเพื่อปกป้องชีวิต

History

คีธ บราวนิง ได้ระบุและตั้งชื่อซูเปอร์เซลล์ในช่วงทศวรรษ 1960 และฟูจิตะได้พัฒนามาตราการจัดอันดับความรุนแรงของพายุทอร์นาโดตามความเสียหาย; การรณรงค์ภาคสนามโดยใช้เรดาร์เคลื่อนที่และการสกัดกั้นพายุ ซึ่งอธิบายไว้ในผลงานของบลูสไตน์ ได้พัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับเมโซไซโคลนและการเกิดพายุทอร์นาโดตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

Key figures

• Tetsuya Theodore Fujita
• Keith Browning
• Howard Bluestein

Seminal works

• markowski2010
• bluestein2013

Frequently asked questions

อะไรที่ทำให้ซูเปอร์เซลล์แตกต่างจากพายุฝนฟ้าคะนองทั่วไป?

ซูเปอร์เซลล์มีกระแสลมยกตัวที่หมุนวนอย่างต่อเนื่อง ลึก และเป็นหนึ่งเดียว ซึ่งเรียกว่าเมโซไซโคลน ซึ่งทำให้มันคงอยู่ได้นานหลายชั่วโมงและทำให้เกิดสภาพอากาศที่รุนแรงที่สุด รวมถึงลูกเห็บขนาดใหญ่และพายุทอร์นาโดที่รุนแรง ซึ่งแตกต่างจากพายุทั่วไปที่มีอายุสั้น

ความแรงของพายุทอร์นาโดวัดได้อย่างไร?

ความรุนแรงของพายุทอร์นาโดจะถูกประมาณหลังเกิดเหตุจากความเสียหายที่เกิดขึ้น โดยใช้มาตราส่วน Enhanced Fujita เนื่องจากมีการวัดความเร็วลมโดยตรงภายในพายุทอร์นาโดได้ยาก; มาตราส่วนนี้มีตั้งแต่ EF0 สำหรับความรุนแรงน้อยที่สุดไปจนถึง EF5 สำหรับความรุนแรงสูงสุด