stringtranslate.com

Холодный сердечник низкий

Изображение верхнего тропосферного циклонического вихря в западной части северной части Тихого океана, минимума с холодным ядром.

Нижний уровень с холодным ядром , также известный как нижний уровень верхнего уровня или циклон с холодным ядром , представляет собой находящийся наверху циклон , с которым связан связанный с ним холодный бассейн воздуха, расположенный на большой высоте в тропосфере Земли , без фронтальной структуры . Это система низкого давления, которая усиливается с высотой в соответствии с соотношением теплового ветра . Если в ответ на такую ​​особенность в субтропических широтах восточной части северной части Тихого океана или северной части Индийского океана образуется слабая приземная циркуляция, ее называют субтропическим циклоном . Облачность и осадки в этих системах наблюдаются в основном в течение дня.

Суровые погодные условия , такие как торнадо , могут возникать вблизи центра минимумов холодного ядра. Холодные минимумы могут способствовать возникновению циклонов со значительными погодными воздействиями, таких как полярные минимумы и вихри Кармана . Холодные минимумы могут привести непосредственно к развитию тропических циклонов из-за связанного с ними бассейна холодного воздуха наверху или из-за того, что они действуют как дополнительные каналы оттока , способствующие дальнейшему развитию.

Верхний тропосферный циклонический вихрь в западной части северной части Тихого океана, показывающий затягивание верхних слоев облаков.

Характеристики

Вертикальная вариация геострофического ветра в баротропной атмосфере (а) и в бароклинной атмосфере (б). Синяя часть поверхности обозначает холодную область, а оранжевая часть — теплую.

Холодные циклоны сильнее на высоте, чем на поверхности Земли, или сильнее в областях тропосферы с более низким давлением, согласно соотношению теплового ветра и гипсометрическому уравнению . Гипсометрическое уравнение показывает, что в более холодной атмосфере между поверхностями давления меньше места, что соответствует концепции меньшей толщины атмосферы, а соотношение теплового ветра указывает на то, что в этой ситуации ветер усиливается с высотой. [1] [2] Это также означает, что с объектом связан изолированный бассейн холодного воздуха наверху. Из-за своего холодного центра в центре имеется область минимальной толщины. Поскольку температура на любом заданном радиусе аналогична и параллельна ориентации градиента давления и, следовательно, ветра , она имеет баротропный характер. [3] Движение циклонов с холодным ядром может быть хаотичным, поскольку они отделены от основного пояса Западных ветров , который в противном случае постепенно направлял бы их на восток. [4]

Большая часть облачности и осадков в сочетании с холодными минимумами выпадает в дневное время, когда солнечный свет нагревает поверхность Земли, дестабилизируя атмосферу и вызывая вертикальное движение вверх. [5] Развитие суровых погодных условий, особенно торнадо, может произойти вблизи центра этих систем над сушей в любое время года. [6] Зимой, когда холодные минимумы с температурами на средних уровнях тропосферы достигают -45 ° C (-49 ° F) движутся над открытыми водами, образуется глубокая конвекция, которая делает возможным развитие полярных минимумов . [7]

Значение циклонов в субтропиках и средних широтах.

4 ноября 1995 г. Кона Лоу

Низины Кона , большинство внетропических циклонов и тропические верхнетропосферные циклоны представляют собой минимумы с холодным ядром. В восточной половине северной части Тихого океана и северной части Индийского океана образование слабой циркуляции под средней и верхней тропосферной депрессией , оторвавшейся в холодное время года ( зимой ) от основного пояса западных ветров, называется субтропическим. циклон. В случае северной части Индийского океана образование вихрей такого типа приводит к началу муссонных дождей в сезон дождей . [8]

Понижения восточного побережья формируются вблизи и к востоку от того места, где холодный центральный минимум взаимодействует с градиентом температуры поверхности моря (SST) вдоль восточного побережья континентов , таких как Азия , Северная Америка , южная Африка и Австралия, в пределах ранее существовавшей области высоких температур. давление . Те, что у восточного побережья Соединенных Штатов , которые обычно образуются в период с октября по апрель, называются норд-остами . [9] Первоначально не связанные с погодными фронтами , они формируются в тандеме с блокирующими антициклонами в более высоких широтах, что приводит к медленному движению к полюсу вверх по градиенту ТПМ. Минимум на восточном побережье может сохраняться до недели. Некоторые понижения на восточном побережье развиваются быстро, превращаясь в метеорологические бомбы . Существует 4,5-летний цикл формирования понижений восточного побережья вблизи Австралии, в годы перехода между теплыми (Эль-Ниньо) и холодными (Ла-Нинья) годами ЭНСО . Эти системы могут создавать сильный ветер, проливные дожди, волны высотой более 10 метров (33 фута), а также особенности глаз на изображениях метеорологических спутников . [10] Понижения верхнего уровня обычно являются причиной сильных дождей и штормов на юго-востоке Австралии, особенно в годы Ла-Нинья . [11]

Важность тропических циклонов

Пики активности по всему миру

Летняя тропическая верхняя тропосферная впадина в Южном полушарии лежит над регионом пассатов восточно-центральной части Тихого океана и может вызывать тропический циклогенез у берегов Центральной Америки . [12] В западной части Тихого океана тропические верхние тропосферные минимумы являются основной причиной нескольких тропических циклонов, которые развиваются к северу от 20-й параллели к северу и к востоку от 160-го меридиана востока во время явлений Ла-Нинья . [13]

Следящие верхние циклоны и верхние впадины могут создать дополнительные каналы оттока и способствовать процессу усиления тропических циклонов. Развитие тропических возмущений может помочь создать или углубить верхние впадины или верхние понижения в своем следе из-за выходящего реактивного потока , исходящего от развивающегося тропического возмущения/циклона. [14] [15] В западной части северной части Тихого океана существуют сильные взаимные связи между областями формирующихся тропических циклонов и областями нижних тропосферных муссонных впадин и тропических верхних тропосферных впадин . [16] На движение тропических циклонов также могут влиять ячейки TUTT в пределах 1700 километров (1100 миль) от их местоположения, что может привести к неклиматологическим следам, таким как движение на восток в тропиках или движение на запад в районе, где обычно наблюдаются западные ветры. доминировать. [17]

Обычно температура океана 26,5 ° C (79,7 ° F) на глубине не менее 50 метров (160 футов) является одним из шести требований, необходимых для поддержания особого мезоциклона , то есть тропического циклона. [18] Более низкие температуры воздуха на большей высоте (например, на уровне 500  гПа , или 5,9 км) могут привести к тропическому циклогенезу при более низких температурах воды, чем обычно, поскольку требуется определенная скорость градиента, чтобы заставить атмосферу стать достаточно нестабильной . для конвекции. Во влажной атмосфере этот градиент составляет 6,5 °C/км (19 °F/миль), а в атмосфере с относительной влажностью менее 100 % требуемый градиент составляет 9,8 °C/км (29 °F/миля). ). [19] Недавним примером тропического циклона , который поддерживался над более прохладными водами, был Алекс в сезоне ураганов в Атлантике в 2016 году , который превратился в ураган над водами с температурой всего 20 ° C (68 ° F). [20]

На уровне 500 гПа средняя температура воздуха в тропиках составляет -7 ° C (18 ° F), но воздух в тропиках на этом уровне обычно сухой, что дает воздуху пространство для влажного термометра или прохладный при увлажнении. до более благоприятной температуры, которая затем может поддерживать конвекцию. Температура по влажному термометру 500 гПа в тропической атмосфере -13,2 °C (8,2 °F) необходима для инициирования конвекции, если температура воды составляет 26,5 °C (79,7 °F), и это требование к температуре увеличивается или уменьшается пропорционально 1 °C температуры поверхности моря на каждый 1 °C изменения на высоте 500 гПа. В условиях холодного циклона температура на высоте 500 гПа может упасть до -30 °C (-22 °F), что может вызвать конвекцию даже в самой сухой атмосфере. Это также объясняет, почему влажность на средних уровнях тропосферы , примерно на уровне 500 гПа, обычно является требованием для развития. Однако, когда на той же высоте находится сухой воздух, температура на уровне 500 гПа должна быть еще ниже, поскольку в сухой атмосфере требуется больший градиент нестабильности, чем влажная атмосфера. [21] [22] На высотах около тропопаузы средняя 30-летняя температура (измеренная в период с 1961 по 1990 год) составляла -77 ° C (-132 ° F). [23]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Глоссарий метеорологии (июнь 2000 г.). «Холодный минимум». Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 14 мая 2011 г. Проверено 2 мая 2010 г.
  2. ^ Джон М. Уоллес; Питер В. Хоббс (1977). Наука об атмосфере: вводный обзор . Academic Press, Inc., стр. 59, 384–385. ISBN 0-12-732950-1.
  3. ^ Глоссарий метеорологии (июнь 2000 г.). «Баротропный». Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 14 мая 2011 г. Проверено 2 мая 2010 г.
  4. ^ Р. . Симпсон (февраль 1952 г.). «Эволюция шторма Кона, субтропического циклона» (PDF) . Журнал метеорологии . 9 (1): 24. Бибкод : 1952JAtS....9...24S. doi :10.1175/1520-0469(1952)009<0024:eotksa>2.0.co;2 . Проверено 28 мая 2010 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ JetStream (05.01.2010). «Глоссарий: C». Национальная метеорологическая служба . Проверено 28 мая 2010 г.
  6. ^ Джонатан М. Дэвис (декабрь 2006 г.). «Торнадо с минимумами Cold Core 500 МБ». Погода и прогнозирование . 21 (6): 1051–1062. Бибкод : 2006WtFor..21.1051D. дои : 10.1175/WAF967.1 .
  7. ^ Эрик А. Расмуссен; Джон Тернер (2003). Полярные минимумы: мезомасштабные погодные системы в полярных регионах. Издательство Кембриджского университета. п. 224. ИСБН 978-0-521-62430-5.
  8. ^ С. Хастенрат (1991). Климатическая динамика тропиков. Спрингер, стр. 244. ISBN 978-0-7923-1346-5 . Проверено 29 февраля 2009 г. 
  9. ^ Шторм-Э (2007). «Норвестерс». Центр образовательных технологий. Архивировано из оригинала 26 июня 2007 г. Проверено 22 января 2008 г.
  10. ^ Эдвард Арндт Брайант (1997). Климатический процесс и его изменение. Издательство Кембриджского университета. стр. 43–45. ISBN 978-0-521-48440-4.
  11. ^ Пол Грэм (12 февраля 2008 г.). «Верхний холодный бассейн вызывает штормы на юго-востоке». Погодная зона .
  12. ^ Джеймс Сэдлер (ноябрь 1975 г.). «Верхняя тропосферная циркуляция над глобальными тропиками». Гавайский университет . Проверено 23 декабря 2009 г.
  13. ^ Марк А. Лендер; Эрик Дж. Трегубенко; Чарльз П. Гард (июнь 1999 г.). «Тропические циклоны Восточного полушария 1996 года». Ежемесячный обзор погоды . 127 (6): 1274. Бибкод : 1999MWRv..127.1274L. doi : 10.1175/1520-0493(1999)127<1274:EHTCO>2.0.CO;2 . ISSN  1520-0493.
  14. ↑ Кларк Эванс (5 января 2006 г.). «Благоприятное взаимодействие желобов с тропическими циклонами». Flhurricane.com. Архивировано из оригинала 17 октября 2006 года . Проверено 20 октября 2006 г.
  15. ^ Дебора Хэнли; Джон Молинари; Дэниел Кейзер (октябрь 2001 г.). «Комплексное исследование взаимодействия между тропическими циклонами и впадинами верхней тропосферы». Ежемесячный обзор погоды . 129 (10). Американское метеорологическое общество : 2570–84. Бибкод : 2001MWRv..129.2570H. doi : 10.1175/1520-0493(2001)129<2570:ACSOTI>2.0.CO;2 .
  16. ^ Объединенный центр предупреждения о тайфунах (2010). «2.5 Циклонические вихри в верхней тропосфере». ВМС США . Проверено 24 апреля 2009 г.
  17. ^ Джейсон Э. Патла; Дуэйн Стивенс; Гэри М. Барнс (октябрь 2009 г.). «Концептуальная модель влияния ячеек TUTT на движение тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана». Погода и прогнозирование . 24 (5): 1215–1235. Бибкод : 2009WtFor..24.1215P. дои : 10.1175/2009WAF2222181.1 .
  18. ^ Крис Ландси (2011). «Тема: А15) Как образуются тропические циклоны?». Отдел исследования ураганов . Проверено 27 января 2011 г.
  19. ^ Кушнир, Йоханан (2000). «Климатическая система». Колумбийский университет . Проверено 24 сентября 2010 г.
  20. ↑ Ричард Паш (14 января 2016 г.). Обсуждение урагана Алекс номер 4 (Отчет). Майами, Флорида: Национальный центр ураганов . Проверено 14 января 2016 г.
  21. ^ Джон М. Уоллес; Питер В. Хоббс (1977). Наука об атмосфере: вводный обзор . Academic Press, Inc., стр. 76–77.
  22. ^ Крис Ландси (2000). «Изменчивость климата тропических циклонов: прошлое, настоящее и будущее». Штормы . Атлантическая океанографическая и метеорологическая лаборатория . стр. 220–41 . Проверено 19 октября 2006 г.
  23. ^ Дайан Дж. Гаффен-Зейдель; Ребекка Дж. Росс; Джеймс К. Энджелл (ноябрь 2000 г.). «Климатологические характеристики тропической тропопаузы по данным радиозондов». Лаборатория воздушных ресурсов Национального управления океанических и атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 8 мая 2006 года . Проверено 19 октября 2006 г.