Более 40000 встречаются по всему миру каждый день. Из этого общего количества 10 000 происходят ежедневно только в Соединенных Штатах.
Грозовая климатология
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 приводят к развитию шторма?
Грозовое положение
Для того, чтобы разразилась гроза, должны присутствовать 3 атмосферных компонента: подъем, нестабильность и влажность.
Стадии развития
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 дифференциальный нагрев 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 подъем ), воздух, нагнетаемый вверх вдоль склонов горы (известный как орографический подъем ), и воздух, который собирается вместе в центральной точке (известный как конвергенция .
Нестабильность
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 его движения будет следовать этому движению, а не возвращаться в исходное положение. Если нестабильная воздушная масса толкается вверх силой, то она будет продолжаться вверх (или, если ее толкать, она будет продолжаться вниз).
Теплый воздух, как правило, считается нестабильным, поскольку независимо от силы он имеет тенденцию к повышению (в то время как холодный воздух более плотный и тонет).
Влажность
Подъемник и нестабильность в результате восходящего воздуха, но для того , чтобы облака в форме, должно быть достаточное количество влаги в пределах воздуха конденсироваться в капли воды , как он 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. Они имеют более высокую скорость испарения , что означает, что они с большей готовностью выпускают влагу в атмосферу, чем более холодные воды.
В США Мексиканский залив и Атлантический океан являются основными источниками влаги для разжигания сильных штормов.
Три этапа
Все грозы, как сильные, так и несильные, проходят 3 стадии развития:
- высокий уровень кумуляция,
- зрелая стадия, и
- рассеивающая стадия.
1. Стадия возвышающихся кучевых облаков
Да, это кумуляция, как в кучу ясной погоды . Грозы на самом деле происходят из этого не угрожающего 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 продолжает расти облако, а не душить его.
Этот вертикальный рост облаков, называемый восходящим движением , - это то, что характеризует кучевую стадию развития. Это работает, чтобы построить шторм. (Если вы когда-либо внимательно наблюдали за кучевыми облаками, вы действительно можете увидеть, как это происходит. (Облако начинает расти все выше и выше в небе.)
На стадии кумуляция 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, называемую нисходящим потоком .
2. Зрелая стадия
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. Это сопровождается порывом охлажденного дождем сухого воздуха. Когда этот воздух достигает поверхности Земли, он распространяется впереди грозового облака - событие, известное как фронт порыва ветра . Порыв ветра - причина, почему прохладные, прохладные условия часто чувствуются в начале ливня. С восходящим потоком шторма, происходящим рядом с его нисходящим потоком, штормовое облако продолжает увеличиваться.
3. Стадия рассеяния
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 и влажного воздуха для поддержания своей структуры, шторм начинает ослабевать. Облако начинает терять свои яркие, четкие очертания и вместо этого кажется более рваным и размытым - 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. (Фронт порывов ветра часто вызывает рост новых гроз, выступая в качестве источника подъема для соседнего влажного, нестабильного воздуха.)
