Шквал — это внезапное, резкое увеличение скорости ветра , длящееся несколько минут, в отличие от порыва ветра , который длится всего несколько секунд. [1] Обычно они связаны с активной погодой, такой как ливневые дожди, грозы или сильный снегопад. [2] Шквалы относятся к усилению устойчивых ветров в течение этого временного интервала, поскольку во время шквала могут быть более сильные порывы. [3] Обычно они происходят в области сильного нисходящего воздуха или охлаждения в средней атмосфере. Они вызывают сильные локализованные восходящие движения на переднем крае области охлаждения, которые затем усиливают локальные нисходящие движения сразу за ними.
Существуют разные версии происхождения слова:
Термин «шквал» используется для обозначения внезапного увеличения скорости ветра, длящегося несколько минут. В 1962 году Всемирная метеорологическая организация (ВМО) определила, что для того, чтобы быть классифицированным как «шквал», ветер должен увеличиться по крайней мере на 8 метров в секунду (29 км/ч; 18 миль в час) и достичь максимальной скорости по крайней мере 11 метров в секунду (40 км/ч; 25 миль в час), продолжаясь по крайней мере одну минуту. [1] [7] В Австралии шквал определяется как длящийся несколько минут, прежде чем ветер вернется к долгосрочному среднему значению. [3] В любом случае шквал определяется как длящийся примерно вдвое короче определения устойчивого ветра в соответствующей стране. Обычно этот внезапный сильный ветер связан с кратковременными сильными осадками в виде линии шквала . [1]
Местные жители называют их памперос . Они характеризуются сильными нисходящими ветрами, которые перемещаются через пампасы и в конечном итоге достигают Атлантического океана. [8] [ требуется проверка ]
В юго-восточной Австралии разговорное название шквала — южный штормовой ветер , который представляет собой резкое изменение южного ветра в южных регионах Нового Южного Уэльса и Виктории , Австралия , который приближается с юго-востока, в основном в жаркий день, принося прохладную , обычно суровую погоду и резкое падение температуры, таким образом, в конечном итоге заменяя и смягчая предшествующие жаркие условия. [9]
У берегов Центральной Америки овражистый шквал характеризуется резким усилением ветра, проходящего через крутые горные долины на тихоокеанской стороне перешейка.
Баямо — шквал, возникающий из-за тропических гроз вблизи залива Баямо . [10]
В Ост - Индии «брубу» — название шквала [11]
На северо-западе Тихого океана шквал — это короткий, но яростный ливень с сильным ветром, часто небольшой по площади и движущийся с большой скоростью, особенно как морской термин. Сильный катабатический отток, происходящий во фьордах и заливах, моряки называют сквамишем .
Шквал «Бычий глаз» — термин, используемый у берегов Южной Африки для обозначения шквала, формирующегося в хорошую погоду. Он назван так из-за внешнего вида небольшого изолированного облака, отмечающего вершину шквала. [12]
В большинстве районов страны шквалы называются субаско и характеризуются сильными дождями, вызванными порывистыми ветрами. Местные рыбаки в море часто ищут признаки надвигающихся шквалов на открытой воде и спешат на берег при первых признаках.
«Барат» — термин, обозначающий северо-западный шквал в заливе Манадо на острове Сулавеси . [12]
« Суматринский шквал » — термин, используемый в Сингапуре и полуостровной Малайзии для обозначения линий шквала , которые формируются над островом Суматра и движутся на восток через Малаккский пролив . Порывы могут достигать 28 м/с (100 км/ч). [13]
Линия шквала — это организованная линия гроз . Она классифицируется как многоячеистый кластер, то есть грозовой комплекс, состоящий из множества отдельных восходящих потоков воздуха. Их также называют многоячеистыми линиями. Шквалы иногда связаны с ураганами или другими циклонами , но они также могут возникать независимо. Чаще всего независимые шквалы возникают вдоль линий фронта и могут содержать сильные осадки , град , частые молнии , опасные прямые ветры и, возможно, воронкообразные облака , торнадо и водяные смерчи . [14] Для линий шквала требуется значительное низкоуровневое тепло и влажность, близлежащая фронтальная зона и вертикальный сдвиг ветра под углом за фронтальной границей. [15] Сильные ветры у поверхности обычно являются отражением сухого воздуха, вторгающегося в линию штормов, который при насыщении быстро опускается до уровня земли из-за своей гораздо более высокой плотности, прежде чем распространиться по ветру. [16] Значительные линии шквала с множественными дуговыми эхами известны как derechos . [17]
Существует несколько форм мезомасштабной метеорологии , включая упрощенные изолированные грозы, не связанные с наступающими холодными фронтами, более сложную дневную/ночную мезомасштабную конвективную систему (МКС) и мезомасштабный конвективный комплекс (МКК), а также грозы в виде шквалов .
Основная движущая сила образования линии шквала связана с процессом заполнения нескольких гроз и/или расширения одной области гроз в пределах ведущего пространства наступающего холодного фронта .
Возмущения давления в пределах грозы заслуживают внимания. При быстрой плавучести в нижних и средних слоях зрелой грозы можно было бы подумать, что в мезомасштабной среде доминирует низкое давление. Однако это не так. При нисходящих потоках, уносящих более холодный воздух со средних слоев, достигающих земли и распространяющихся во всех направлениях, высокое давление можно обнаружить широко на уровнях поверхности, что обычно указывает на сильные (потенциально разрушительные) ветры.
Сдвиг ветра является важным аспектом для измерения потенциальной силы и продолжительности линии шквала. В условиях низкого и среднего сдвига зрелые грозы будут способствовать возникновению скромных нисходящих потоков, достаточных для поворота, что поможет создать передний подъемный механизм – фронт порыва. В условиях высокого сдвига, созданных противостоящими струйными ветрами низкого уровня и синоптическими ветрами, восходящие потоки и последующие нисходящие потоки могут быть гораздо более интенсивными (обычно в мезоциклонах суперячейки). Поток холодного воздуха покидает заднюю область линии шквала в струйный поток среднего уровня, что способствует процессам нисходящего потока.
Ведущая область линии шквала состоит в основном из множественных восходящих потоков или отдельных областей восходящего потока , поднимающихся от уровня земли до самых высоких участков тропосферы , конденсирующих воду и создающих темное, зловещее облако с заметно выступающей вершиной и наковальней (благодаря ветрам синоптического масштаба ). Из-за хаотической природы восходящих и нисходящих потоков возмущения давления имеют важное значение.
Когда грозы выстраиваются в четкую линию, сильные восходящие потоки воздуха на переднем крае, иногда видимые наблюдателю с земли в виде шельфовых облаков , могут восприниматься как зловещий признак потенциальной непогоды.
Помимо сильных ветров из-за поведения восходящих/нисходящих потоков, еще одним признаком линии шквала является сильный дождь (и град ). Зимой линии шквала могут возникать, хотя и реже, принося сильный снег и/или гром и молнии, обычно над внутренними озерами (т. е. районом Великих озер ).
После начального прохождения линии шквала также распространены легкие или умеренные слоистообразные осадки. Дугообразное эхо часто наблюдается на северных и южных рубежах гроз линии шквала (по спутниковым снимкам). Это место, где северный и южный концы загибаются назад к средним частям линии шквала , образуя форму «дуги». Дугообразные эхо часто присутствуют в мезомасштабных системах суперячеек .
Конец линии шквала, обращенный к полюсу, обычно называют циклоническим концом, при этом сторона, обращенная к экватору, вращается антициклонически. Из-за силы Кориолиса конец, обращенный к полюсу, может развиваться дальше, создавая «запятую» мезолинию, или может продолжаться в виде шквала.
Кильватерный след — это еще один вид мезомасштабной области низкого давления позади линии шквала вблизи заднего края области стратифицированных дождей. [18] Из-за оседания теплого воздуха, связанного с образованием системы, прояснение неба связано с кильватерным следом. Суровая погода в виде сильных ветров может быть вызвана кильватерным следом, когда разница давления между предшествующим ему мезовысоким и кильватерным следом достаточно интенсивна. [19] Когда линия шквала находится в процессе распада, вблизи кильватерного следа могут возникать выбросы тепла . Как только новая грозовая активность вдоль линии шквала заканчивается, кильватерный след, связанный с ним, ослабевает в тандеме.
Поскольку сверхъячейки и многоячеечные грозы рассеиваются из-за слабой силы сдвига или плохих подъемных механизмов (например, значительный рельеф местности или отсутствие дневного обогрева) , линия шквала или фронт порыва, связанный с ними, может обогнать саму линию шквала, и синоптическая область низкого давления может затем заполниться, что приведет к ослаблению холодного фронта; по сути, гроза исчерпала свои восходящие потоки, став чисто системой с преобладанием нисходящих потоков. Области рассеивающихся гроз линии шквала могут быть областями низкого CAPE , низкой влажности , недостаточного сдвига ветра или плохой синоптической динамики (например, заполнение низкого уровня на верхнем уровне), что приводит к фронтолизу .
Отсюда произойдет общее истончение линии шквала: со временем ветры ослабнут, границы оттока существенно ослабят восходящие потоки, а облака потеряют свою толщину.
Облака-шельфы и рулонные облака обычно видны над передним краем шквала, также известного как фронт порывов грозы. [ 20] С того момента, как эти низкие облачные образования появляются на небе, можно ожидать внезапного усиления ветра менее чем за 15 минут.
Тропические циклоны обычно имеют шквалы, совпадающие со спиральными полосами большей кривизны, чем многие системы средних широт из-за их меньшего размера. Эти шквалы могут содержать водяные смерчи и торнадо из-за значительного вертикального сдвига ветра , который существует вблизи внешних полос тропического циклона.
Снежные шквалы могут быть вызваны вторжением холодного воздуха наверху над относительно теплым поверхностным слоем. Снега с эффектом озера могут иметь форму снежного шквала.
