Воронкообразное облако — это воронкообразное облако из конденсированных капель воды, связанное с вращающимся столбом ветра и простирающееся от основания облака (обычно кучево -дождевого или возвышающегося кучевого облака ), но не достигающее земли или поверхности воды. [1] Воронкообразное облако обычно видно как конусообразный или иглообразный выступ от основного основания облака . Воронкообразное облако чаще всего образуется в связи с грозами сверхъячейки и часто, но не всегда, является визуальным предшественником торнадо . Воронкообразное облако — это визуальное явление, но оно не является вихрем самого ветра . [2]
Если воронкообразное облако касается поверхности, то это явление считается торнадо, хотя циркуляции на уровне земли начинаются до появления видимого конденсационного облака. Большинство торнадо начинаются как воронкообразное облако, но некоторые воронкообразное облако не касаются поверхности, и их нельзя считать торнадо с точки зрения наблюдателя невооруженным глазом, даже если торнадо-циркуляции некоторой интенсивности почти всегда можно обнаружить, когда доступны низкоуровневые радиолокационные наблюдения. Кроме того, торнадо происходят с некоторой частотой без связанной конденсационной воронки. Термин конденсационная воронка может относиться как к торнадообразному облаку, так и к воронкообразному облаку наверху, но термин воронкообразное облако относится исключительно к вращающейся конденсационной воронке, не достигающей поверхности. Если сильные циклонические ветры возникают на поверхности и связаны с основанием облака, независимо от конденсации, то это явление является торнадо. [3]
Воронкообразное облако возникает из-за низкого давления воздуха внутри торнадо. Низкое давление воздуха заставляет воздух, текущий к вихрю , расширяться и охлаждаться . Если воздух достаточно влажный и охлаждается до точки росы , образуется воронкообразное облако. Давление воздуха вокруг внешнего края воронкообразного облака обычно соответствует давлению воздуха в основании родительского облака. [4]
Вихри мусора обычно видны до того, как воронка конденсации достигает поверхности. Некоторые торнадо могут выглядеть только как вихрь мусора, без явного облака воронки, простирающегося ниже вращающегося основания облака в любой момент жизненного цикла торнадо . Вихрь на уровне поверхности имеет тенденцию усиливаться с течением времени после первоначального формирования, делая вихри мусора и конденсацию более заметными. [5]
В номенклатуре облаков любое облако в форме воронки или перевернутой воронки, спускающееся с кучевых или кучево-дождевых облаков, технически описывается как дополнительная особенность, называемая туба . Термины туба и воронкообразное облако являются почти, но не совсем синонимами; например, облако-стена также является формой тубы . Воронкообразное облако, связанное с суперячейками, обычно формируется внутри и под облаками-стенами.
Холодные воронкообразные облака (вихри) обычно намного слабее вихрей, создаваемых суперячейками. Хотя холодные воронки редко касаются земли, вихри на уровне поверхности иногда становятся достаточно сильными, чтобы конденсационное облако «приземлилось» на короткое время, становясь видимым как слабые торнадо или водяные смерчи .
В отличие от родственного явления, связанного с сильными грозами, воронки холодного воздуха обычно связаны с частично облачным небом вслед за холодными фронтами [6] , особенно связанными с определенными системами низкого давления или связанными с атмосферными границами, такими как озерные [7] и морские бризы или границы оттока .
Более масштабные погодные условия характеризуются особенно холодным воздухом наверху над относительно более теплым воздухом на нижнем уровне, что приводит к высоким градиентам и часто к высокой завихренности окружающей среды, но относительно слабому вертикальному сдвигу ветра . Воронки развиваются там, где атмосферная нестабильность и влажность достаточны для поддержки возвышающихся кучевых облаков, но обычно ограничены отсутствием или небольшим количеством осадков . Воронки холодного воздуха, хотя и слабые, могут сохраняться в течение нескольких минут, а области периодически образующихся воронкообразных облаков могут существовать в течение десятков минут. [8]
Несколько таких областей активности могут образовываться в одном и том же регионе во время дневного нагрева. Холодные воздушные воронки, по-видимому, являются дневным явлением, ослабевающим и в конечном итоге рассеивающимся с потерей солнечного нагрева . Когда выпадают осадки, связанный с ними нисходящий поток имеет тенденцию вызывать быструю гибель холодных воздушных воронок. Смешение более холодного воздуха в нижней тропосфере с воздухом, текущим в другом направлении в средней тропосфере, вызывает вращение по горизонтальной оси, которое, отклоняясь и стягиваясь вертикально конвективными восходящими потоками , образует вертикальное вращение, которое может вызвать конденсацию с образованием воронкообразного облака. [9]
Холодные воронкообразные облака — обычное явление вдоль тихоокеанского побережья США, особенно весной или осенью. [9]
29 июля 2013 года холодное воронкообразное облако приземлилось как торнадо EF0 в Оттаве , Онтарио, Канада, вызвав обширный ущерб в виде поваленных деревьев на поле для гольфа. Министерство охраны окружающей среды Канады не выпустило никаких предварительных прогнозов погоды или предупреждений, и торнадо было порождено одним из немногих несильных штормовых облаков, двигавшихся через этот район. [10] [11]
Другие воронкообразные облака включают сдвиговые или «высокоосновные» воронки, которые являются эфемерными, маленькими и слабыми воронками, связанными с небольшими кучевыми облаками, часто даже с теми, которые располагаются высоко над пограничным или поверхностным слоем, и в условиях «хорошей погоды». [12] Небольшие воронкообразные облака, такие как некоторые, возникающие вблизи гор, возникают в результате неизвестных процессов. [13]
Сдвиговые воронки также могут возникать при слабых переходных циркуляциях в основании облаков гроз. Мезоантициклоны, которые сопровождают мезоциклоны , часто демонстрируют эти воронкообразные облака. Кратковременные воронки также наблюдаются при некоторых нисходящих потоках на заднем фланге (RFD) (в областях притока или оттока , и особенно в областях обмена притоком-оттоком, когда RFD взаимодействуют с мезоциклонами или восходящими потоками на флангах) и потоками вихревых течений (SVC), питающими мезоциклоны.
Хотя они не считаются отдельным видом воронкообразных облаков, некоторые воронкообразные облака образуются с мезовихрями , связанными с линиями шквала , которые также могут стать торнадо, но часто не видны как воронкообразные облака или торнадо, поскольку они обычно возникают в пределах затемняющих осадков. Другие воронкообразные облака "хорошей погоды" включают подковообразные облака , которые являются очень кратковременным явлением, связанным с чрезвычайно слабыми вихрями .
