Жизненный цикл грозы

Являетесь ли вы зрителем или «призраком», скорее всего, вы никогда не ошибаетесь ни зрением, ни звуком приближающегося гроза. И неудивительно, почему. Более 40000 встречаются по всему миру каждый день. Из этого общего количества 10 000 происходят ежедневно только в Соединенных Штатах.

В весенние и летние месяцы грозы появляются как часы. Но не обманывайтесь! Грозы могут происходить в любое время года и в любое время суток (не только днем ​​или вечером). Атмосферные условия должны быть только правильными.

Итак, каковы эти условия, и как они ведут к штормовому развитию?

Для того, чтобы разразилась гроза, должны присутствовать 3 атмосферных ингредиента: подъем, нестабильность и влажность.

Лифт отвечает за запуск восходящего потока - миграцию воздуха вверх в атмосферу - что необходимо для создания грозового облака (кучево-дождевых облаков).

Подъем достигается несколькими способами, наиболее распространенным из которых является дифференциальное отопление, или конвекция. Когда Солнце нагревает землю, нагретый воздух на поверхности становится менее плотным и поднимается. (Представьте себе пузырьки воздуха, которые поднимаются со дна кастрюли с кипящей водой.)

Другие подъемные механизмы включают теплый воздух, перекрывающий холодный фронт, холодный воздух, подрывающий теплый фронт (оба они известны как фронтальный подъемник), воздух нагнетается вверх по склону горы (известный как орографический лифт), и воздух, который объединяется в центральной точке (известный как конвергенция.

После того, как воздуху подтолкнули вверх, ему нужно что-то, чтобы помочь ему продолжить восходящее движение. Это «что-то» нестабильно.

Атмосферная стабильность является мерой того, насколько воздух плавучий. Если воздух нестабилен, это означает, что он очень плавучий, и после приведения в движение будет следовать этому движению, а не возвращаться в исходное положение. Если нестабильная воздушная масса выталкивается силой вверх, она будет продолжаться вверх (или, если ее толкать, она будет продолжаться вниз).

Теплый воздух обычно считается нестабильным, потому что независимо от силы он имеет тенденцию к повышению (тогда как холодный воздух более плотный и тонет).

Подъем и нестабильность приводят к подъему воздуха, но для формирования облака должно быть достаточно влаги в воздух конденсируется в капли воды в качестве это поднимается. Источники влаги включают большие водоемы, такие как океаны и озера. Так же, как температура теплого воздуха способствует подъему и нестабильности, теплая вода способствует распределению влаги. У них выше испарение скорость, что означает, что они с большей готовностью выпускают влагу в атмосферу, чем холодные воды.

В США Мексиканский залив и Атлантический океан являются основными источниками влаги для разжигания сильных штормов.

Да, это кучевые облака как в хорошая погода. Грозы на самом деле происходят из этого неугрожающего типа облаков.

Хотя на первый взгляд это может показаться противоречивым, учтите следующее: термическая нестабильность (которая вызывает развитие грозы) также является тем самым процессом, при котором образуется кучевое облако. Когда Солнце нагревает поверхность Земли, некоторые области нагреваются быстрее, чем другие. Эти более теплые воздушные карманы становятся менее плотными, чем окружающий воздух, в результате чего они поднимаются, конденсируются и образуют облака. Однако в течение нескольких минут после формирования эти облака испаряются в более сухой воздух в верхних слоях атмосферы. Если это происходит в течение достаточно длительного периода времени, этот воздух в конечном итоге увлажняется, и с этого момента, продолжается рост облаков, а не душит его.

Это вертикальный рост облаков, называемый восходящий поток, что характеризует кучевые стадии развития. Это работает для строить шторм. (Если вы когда-либо внимательно наблюдали за кучевыми облаками, вы можете увидеть, как это происходит. (Облако начинает расти все выше и выше в небе.)

На стадии кумулюса обычное кучевое облако может перерасти в кучево-дождевую облачность, имеющую высоту около 20 000 футов (6 км). На этой высоте облако проходит уровень замерзания 0 ° C (32 ° F), и начинают образовываться осадки. Поскольку осадки накапливаются в облаке, они становятся слишком тяжелыми для поддержки восходящих потоков. Он падает внутри облака, вызывая торможение в воздухе. Это, в свою очередь, создает область направленного вниз воздуха, называемого нисходящий поток воздуха.

Каждый, кто пережил грозу, знаком с ее зрелой стадией - периодом, когда на поверхности ощущаются порывистые ветры и сильные осадки. Однако может быть незнакомым тот факт, что нисходящий поток шторма является основной причиной этих двух классических грозовых погодных условий.

Напомним, что, когда осадки накапливаются в кучево-дождевых облаках, они в конечном итоге создают нисходящий поток. Ну, так как нисходящий поток движется вниз и покидает основание облака, выпадают осадки. Прилив сухого воздуха, охлажденного дождем, сопровождает его. Когда этот воздух достигает поверхности Земли, он распространяется впереди грозового облака - событие, известное как передний порыв. Порыв ветра является причиной того, что прохладные, прохладные условия часто чувствуются в начале ливня.

С восходящим потоком шторма, происходящим бок о бок с нисходящим потоком, штормовое облако продолжает расширяться. Иногда нестабильная область достигает дна стратосфера. Когда восходящие потоки поднимаются на эту высоту, они начинают распространяться вбок. Это действие создает характерную вершину наковальни. (Поскольку наковальня находится очень высоко в атмосфере, она состоит из кристаллов цирруса / льда.)

В то же время более холодный, более сухой (и, следовательно, более тяжелый) воздух снаружи облака вводится в облачную среду просто в результате его роста.

Со временем, когда более холодный воздух за пределами облачной среды все больше проникает в растущее штормовое облако, нисходящий поток шторма в конечном итоге обгоняет его восходящий поток. При отсутствии теплого влажного воздуха для поддержания своей структуры, шторм начинает ослабевать. Облако начинает терять свои яркие, четкие очертания и вместо этого кажется более рваным и смазанным - признак того, что оно стареет.

Процесс полного жизненного цикла занимает около 30 минут. В зависимости от типа грозы шторм может проходить через него только один раз (одна ячейка) или несколько раз (многоячейка). (Порыв порывов часто вызывает рост новых гроз, действуя как источник подъема для соседнего влажного, неустойчивого воздуха.)