Линия шквала , или, точнее, квазилинейная конвективная система ( QLCS ), представляет собой линию гроз , часто формирующуюся вдоль или впереди холодного фронта . В начале 20-го века этот термин использовался как синоним холодного фронта (который часто сопровождается резкими и порывистыми изменениями ветра). Линейные структуры гроз часто содержат сильные осадки , град , частые молнии , сильные прямолинейные ветры и иногда торнадо или водяные смерчи . Особенно сильные прямолинейные ветры могут возникать там, где линейная структура принимает форму дугового эха . Торнадо могут возникать вдоль волн в пределах волновой картины линейного эха (LEWP), где присутствуют мезомасштабные области низкого давления . Некоторые дуговые эхо могут вырасти до дерехо , поскольку они быстро перемещаются по большой площади. На заднем крае полосы дождя, связанной со зрелыми линиями шквала, может присутствовать кильватерный след , в очень редких случаях связанный с тепловым всплеском .
Теория полярного фронта была разработана Якобом Бьеркнесом на основе густой сети наблюдательных пунктов в Скандинавии во время Первой мировой войны. Эта теория предполагала, что основной приток в циклон был сосредоточен вдоль двух линий конвергенции, одна впереди минимума, а другая позади минимума. Зона конвергенции сзади называлась линией шквала или холодным фронтом. Области облаков и осадков, по-видимому, были сосредоточены вдоль этой зоны конвергенции. Концепция фронтальных зон привела к концепции воздушных масс. Природа трехмерной структуры циклона была концептуализирована после разработки сети верхних слоев воздуха в 1940-х годах. [1]
Организованные области грозовой активности усиливают уже существующие фронтальные зоны, и они могут опережать холодные фронты. Это опережение происходит в западных потоках по схеме, где струя верхнего уровня разделяется на два потока. Результирующая мезомасштабная конвективная система (МКС) формируется в точке разделения верхнего уровня ветровой картины в области наилучшего притока на нижнем уровне.
Затем конвекция перемещается на восток и к экватору в теплый сектор, параллельно линиям толщины на низком уровне. Когда конвекция сильная линейная или изогнутая, MCS называется линией шквала, при этом особенность размещается на переднем крае значительного сдвига ветра и повышения давления. [2] Эта особенность обычно изображается в теплый сезон по всей территории Соединенных Штатов на анализах поверхности, поскольку они лежат внутри острых поверхностных ложбин.
Если линии шквалов формируются над засушливыми регионами, может возникнуть пыльная буря, известная как хабуб, из-за того, что сильные ветры поднимают пыль с поверхности пустыни. [3] Далеко за сформировавшимися линиями шквалов на заднем крае дождевого щита может образоваться след низкого давления, [4] что может привести к выбросу тепла из-за нагревания нисходящей воздушной массы, которая больше не охлаждается дождем. [5]
Меньшие кучевые или слоисто-кучевые облака, а также перистые и иногда высококучевые или перисто-кучевые облака , можно обнаружить впереди линии шквала. Эти облака являются результатом распада бывших кучево-дождевых облаков или областью лишь незначительной нестабильности впереди основной линии шквала.
Поскольку сверхъячейки и многоячеечные грозы рассеиваются из-за слабой силы сдвига или плохих подъемных механизмов (например, значительный рельеф местности или отсутствие дневного обогрева), фронт порывов, связанный с ними, может обогнать саму линию шквала, а область синоптического масштаба 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.
Ведущая область линии шквала состоит в основном из множественных восходящих потоков или отдельных областей восходящего потока , поднимающихся от уровня земли до самых высоких расширений тропосферы , конденсирующих воду и создающих темное, зловещее облако с заметной выступающей вершиной и наковальней (благодаря ветрам синоптического масштаба ). Из-за хаотической природы восходящих и нисходящих потоков важны возмущения давления. Осадки охлаждают воздух из нисходящих потоков, как правило, наружу прямо над поверхностью и поднимают воздух в восходящие потоки, если только они не вырываются слишком далеко и не отсекают этот приток . Визуально этот процесс может принимать форму шельфового облака , часто с турбулентным видом.
Возмущения давления вокруг гроз заслуживают внимания. При быстрой плавучести в нижних и средних уровнях зрелой грозы восходящие и нисходящие потоки создают отдельные мезоцентры давления. Поскольку грозы организованы в линии шквалов, северный конец линии шквала обычно называют циклоническим концом, а южная сторона вращается антициклонически (в Северном полушарии). Из-за силы Кориолиса северный конец может развиваться дальше, создавая «запятую» форму низкотемпературного следа, или может продолжаться в виде шквала. Восходящий поток перед линией также создает мезопонижение, в то время как нисходящий поток сразу за линией будет создавать мезоповышение.
Сдвиг ветра является важным аспектом линии шквала. В условиях низкого и среднего сдвига зрелые грозы будут способствовать возникновению скромных нисходящих потоков, достаточных для создания передового подъемного механизма – фронта порывов. В условиях высокого сдвига, создаваемого 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.
Сильные линии шквалов обычно изгибаются из-за образования более сильной мезомасштабной системы высокого давления ( мезовысокого давления ) в конвективной области из-за сильного нисходящего движения за линией шквала и могут иметь форму нисходящего порыва . [6] Разница давления между мезомасштабным максимумом и более низким давлением перед линией шквала вызывает сильные ветры, которые сильнее всего там, где линия сильнее всего изогнута.
Другим признаком наличия суровой погоды вдоль линии шквала является ее трансформация в линейный эхо-волновой паттерн (LEWP). LEWP — это особая конфигурация в линии конвективных штормов, которая указывает на наличие области низкого давления и возможность разрушительных ветров, крупного града и торнадо. На каждом изгибе вдоль LEWP находится мезомасштабная область низкого давления, которая может содержать торнадо. В ответ на очень сильный отток к юго-западу от мезомасштабного минимума часть линии выпячивается наружу, образуя дугообразное эхо. За этим выступом находится мезомасштабная область высокого давления. [7]
Линии шквала отображаются в анализах поверхности Национальной метеорологической службы (NWS) в виде чередующегося рисунка из двух красных точек и тире с надписью «SQLN» или «ЛИНИЯ ШКАЛА» [8] .
Derecho ( от испанского : "derecho" означает "прямой") [9] - это широко распространенный и долгоживущий, сильный конвективно-индуцированный прямолинейный штормовой ветер, который связан с быстро движущейся полосой сильных гроз, обычно принимающих форму носового эха. Derechos дуют в направлении движения связанных с ними штормов, подобно фронту порывов , за исключением того, что ветер устойчив и обычно усиливается за фронтом "порывов". Явление теплой погоды, derechos происходит в основном летом, между маем и августом в Северном полушарии . Они могут происходить в любое время года и происходят так же часто ночью, как и в дневные часы. [10]
Традиционными критериями, отличающими дерехо от сильной грозы, являются устойчивые ветры со скоростью 58 миль в час (93 км/ч) во время шторма, в отличие от порывов, высокая или быстро увеличивающаяся скорость движения вперед и географическая протяженность (обычно 250 морских миль (500 км; 300 миль) в длину.) [10] Кроме того, они имеют отличительный вид на радаре (носовое эхо); несколько уникальных особенностей, таких как задняя выемка притока и вихрь в форме форштевня, и обычно проявляются двумя или более нисходящими порывами. Хотя эти штормы чаще всего случаются в Северной Америке, дерехо случаются и в других частях мира. За пределами Северной Америки их могут называть по-разному. Например, в Бангладеш и прилегающих частях Индии тип шторма, известный как «Nor'wester», может быть прогрессирующим дерехо. [10]
{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь ){{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь ){{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )