Жизнен цикъл на гръмотевична буря

Независимо дали сте зрител или зловещ, има вероятност никога да не сбъркате зрението или звуците на приближаващи се гръмотевична буря. И не е чудно защо. Над 40 000 се появяват по целия свят всеки ден. От това общо 10 000 се случват ежедневно само в Съединените щати.

През пролетните и летните месеци изглежда се случват гръмотевични бури като часовник. Но не се заблуждавайте! Гръмотевични бури могат да се появят по всяко време на годината и през всички часове на деня (не само следобед или вечер). Атмосферните условия трябва само да са правилни.

И така, какви са тези условия и как те водят до развитие на бурята?

За да се развие гръмотевична буря, трябва да има 3 атмосферни съставки: повдигане, нестабилност и влага.

Лифтът е отговорен за започването на подем - миграцията на въздуха нагоре в атмосферата - което е необходимо, за да се образува гръмотевичен облак (кумулонимбус).

Повдигането се постига по много начини, като най-често се извършва чрез диференциално отопление, или конвекция. Докато Слънцето загрява земята, затопленият въздух на повърхността става по-малко плътен и се издига. (Представете си въздушни мехурчета, които се издигат от дъното на съд с вряща вода.)

Други механизми за повдигане включват топъл въздух, който надвишава студен фронт, студен въздух подбива топъл фронт (и двете са известни като челно повдигане), като въздухът е принуден нагоре по протежение на страната на планина (известен като орографски лифт) и въздух, който се събира в централна точка (известен като конвергенция.

След като въздухът е насочен нагоре, той се нуждае от нещо, което да му помогне да продължи възходящото си движение. Това "нещо" е нестабилност.

Атмосферната стабилност е мярка за това колко е плаващ въздух. Ако въздухът е нестабилен, това означава, че е много оживен и веднъж пуснат в движение ще последва това движение, а не да се върне на първоначалното си място. Ако нестабилна въздушна маса бъде изтласкана нагоре със сила, тя ще продължи нагоре (или ако бъде натисната надолу, ще продължи надолу).

Топлият въздух обикновено се счита за нестабилен, защото независимо от силата, той има тенденция да се издига (докато студеният въздух е по-плътен и потъва).

Повдигането и нестабилността водят до повишаване на въздуха, но за да се образува облак, трябва да има достатъчно влага в рамките на въздухът да се кондензира във водни капчици като тя се изкачва. Източниците на влага включват големи водни тела, като океани и езера. Точно както температурите на топлия въздух спомагат за повишаване и нестабилност, топлите води спомагат за разпределението на влагата. Те имат по-висока изпаряване скорост, което означава, че те по-лесно отделят влага в атмосферата, отколкото по-хладните води.

В САЩ, мексикански залив и Атлантическият океан са основни източници на влага за подхранване на тежки бури.

Да, това е така куп както в кумулус за добро време. Гръмотевичните бури всъщност произхождат от този неопасен вид облак.

Макар че в началото това може да изглежда противоречиво, помислете за това: топлинната нестабилност (която задейства развитието на гръмотевична буря) също е самият процес, чрез който се образува кумулатен облак. Докато Слънцето загрява земната повърхност, някои области се затоплят по-бързо от други. Тези по-топли джобове на въздуха стават по-малко плътни от околния въздух, което ги кара да се издигат, кондензират и образуват облаци. Въпреки това, след минути от образуването, тези облаци се изпаряват в по-сухия въздух в горната атмосфера. Ако това се случи за достатъчно дълъг период от време, този въздух в крайна сметка се навлажнява и от този момент нататък, продължава растеж на облаците, а не да го задушава.

Този вертикален растеж на облака, наричан an Възходящият поток, е това, което характеризира кумолния стадий на развитие. Работи на натрупване бурята. (Ако някога сте наблюдавали кумуларен облак отблизо, всъщност можете да видите това да се случи. (Облакът започва да се издига все по-нагоре и по-нагоре в небето.)

По време на кумуларния стадий нормален облачен кумулус може да прерасне в кумулонимбус с височина близо 20 000 фута (6 км). На тази височина облакът преминава нивото на замръзване 0 ° C (32 ° F) и валежите започват да се образуват. Тъй като валежите се натрупват в облака, той става прекалено тежък, за да може да се поддържат нагоре. Той попада вътре в облака, причинявайки влачене във въздуха. Това от своя страна създава област на насочен въздух, посочен надолу движението на въздуха.

Всеки, който е преживял гръмотевична буря, е запознат с неговия зрял етап - периодът, когато на повърхността се усещат пориви на вятъра и силни валежи. Това, което може да е непознато, обаче е фактът, че понижението на бурята е основната причина за тези две класически метеорологични условия.

Спомнете си, че тъй като валежите се натрупват в кумулонимбус облак, в крайна сметка той генерира спад. Е, докато низходящото движение пътува надолу и излиза от основата на облака, валежите се освобождават. Прилив на дъждовно охладен сух въздух го придружава. Когато този въздух достигне земната повърхност, той се разпространява пред облака на гръмотевичната буря - събитие, известно като порив отпред. Поривът на фронта е причината често да се усеща прохладни и леки условия в началото на изливане.

С настъпването на бурята, настъпваща рамо до рамото с понижаването, бурен облак продължава да се разширява. Понякога нестабилният регион достига чак до дъното на стратосфера. Когато нагоре се покачи на тази височина, те започват да се разпространяват настрани. Това действие създава характерния връх на наковалнята. (Тъй като наковалнята е разположена много високо в атмосферата, тя се състои от кристали от циррус / лед.)

През цялото време по-хладният, по-сух (и следователно по-тежък) въздух отвън на облака се въвежда в облачната среда просто чрез акта на неговия растеж.

С течение на времето, когато по-хладният въздух извън облачната среда все повече прониква в нарастващия бурен облак, понижаването на бурята в крайна сметка изпреварва своя подем. Без снабдяване с топъл и влажен въздух, за да поддържа структурата си, бурята започва да отслабва. Облакът започва да губи ярките си, свежи очертания и вместо това изглежда по-дрипав и размазан - знак, че остарява.

Процесът на пълния жизнен цикъл отнема около 30 минути. В зависимост от типа на гръмотевичната буря, буря може да премине през нея само веднъж (единична клетка) или многократно (многоклетъчна). (Фронтът на поривите често предизвиква растежа на нови гръмотевични бури, като действа като източник на асансьор за съседен влажен, нестабилен въздух.)