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슈퍼 토네이도의 미스터리: RFD가 어떻게 토네이도의 비밀 무기가 되었을까?
슈퍼 뇌우에서는 후방 강수 냉각(RFD)이라고도 알려진 후방에서 떨어지는 공기 흐름이 중요한 역할을 합니다. 이러한 건조한 공기 영역은 메조사이클론의 뒤쪽을 둘러싸고 있으며 폭풍의 검은 눈처럼 휘어져 있습니다. RFD는 많은 슈퍼샤워 토네이도 발생의 중요한 요소 중 하나로 간주됩니다. 기상 레이더가 RFD에 나타나는 큰 우박을 포착할 때 일반적으로 토네이도가 있음을 나타내는 특징적인 갈고리 모양의 에코를 나타냅니다.
많은 연구에 따르면 뒷면의 강수 및 냉각과 토네이도 형성 사이에는 밀접한 연관성이 있는 것으로 나타났습니다.
형성 메커니즘
후면에 강수냉각이 형성되는 것은 주로 음부력에 의한 현상으로, 이러한 현상은 강수량의 증발냉각이나 우박의 융해로 인해 발생하는 냉기현상으로 볼 수 있다. 건조하고 차가운 공기가 구름에 주입되는 동안. 수직 교란 압력 차이는 수직 와도의 수직 구배, 상승 기류 영역의 대기 흐름 정지, 수직 부력 변화로 인한 압력 교란과 같은 요인에 의해 발생할 수도 있습니다. 공기가 가라앉으면서 이 건조한 공기는 단열적으로 가열되어 구름에 맑은 골짜기라고 불리는 틈이 생깁니다. 이 투명한 골짜기는 토네이도를 둘러싸거나 토네이도 아래나 옆에 말굽 모양으로 나타날 수 있습니다.
열적 특성
뒷면 강수 냉각은 토네이도 주변의 투명한 기저부로 나타날 수 있지만 이 투명한 기저부는 모든 경우에 명확하게 보이지 않을 수 있습니다. 일부 연구에서는 RFD의 표면 압력 초과가 수 밀리바에 도달할 수 있음을 나타냅니다. 더욱이, RFD의 등가 전위 온도(θe)는 일반적으로 공기 흐름에 비해 더 차갑고, 표면에서 관찰되는 최저 습구 전위 온도(θw) 값은 일반적으로 RFD 내에 있습니다. 따뜻하고 높은 θe 공기도 RFD 내부에서 관찰됩니다.
전면 강수 냉각과의 차이점
전면 침전 냉각(FFD)에 비해 후방 침전 냉각(RFD)은 주로 건조하고 따뜻한 공기로 구성됩니다. 이는 RFD가 중간 대기에서 아래쪽으로 강제되어 하강하는 공기 패킷을 압축하고 가열하기 때문입니다. FFD는 초대형 뇌우의 강수 코어에 강수 부하와 증발 냉각의 작용으로 인해 형성됩니다. RFD에 비해 FFD는 차갑고 습합니다. 그럼에도 불구하고 둘 다 토네이도 형성에 중요한 것으로 생각됩니다.
토네이도 발생에서의 역할
후방 강수 냉각과 후크 에코 사이의 연관성은 잘 확립되어 있습니다. 초기 후방 강수 냉각은 높은 고도의 공기가 땅과 충돌하여 혼합될 때 발생합니다. 후크 에코는 주 에코의 뒤쪽을 따라 강수량이 이동하여 형성됩니다. 따라서 갈고리 에코에 의해 유발되는 강수 부하와 증발 냉각은 강수 강도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. 관측에 따르면 가장 강한 저층 소용돌이 근처의 강화된 강수량은 갈고리 에코의 형성에 기여하고 건조한 주변 공기가 유사하게 강수량에 도입되어 음의 부력을 더욱 강화시키는 것으로 나타났습니다.
RFD의 존재는 강력한 강우 강화로 반향을 일으켜 토네이도 형성을 촉진할 수 있습니다.
토네이도와의 연관성
많은 연구자들은 특히 갈고리 반향과 관련된 뒷면 강수의 냉각이 토네이도 형성에 중요하다는 것을 깨달았습니다. 이미 1975년에 테드 후지타(Ted Fujita)는 토네이도 형성에 대한 재활용 가설을 발표했습니다. 첫째, 강수에 의해 유입된 공기는 발생하는 토네이도에 재활용되고, 그 다음 강수에 의해 가져온 각운동량이 아래쪽으로 전달되어 결국 강한 순환을 형성합니다. 토네이도를 강화하는 데 필요한 긍정적인 피드백 루프. 관찰 결과 RFD 내에서 낮은 수준의 와도 복합체가 드러났는데, 이는 RFD가 토네이도 형성에 중요하다는 것을 시사합니다. 후방의 강수 및 냉각과 관련된 이러한 관측 데이터는 Fujita의 재활용 가설을 뒷받침합니다.
결론
현재 연구에 따르면 뒷면 강수 및 냉각은 실제로 슈퍼 뇌우의 가이드 역할을 하여 토네이도 형성을 촉진하는 데 도움이 됩니다. 과학이 계속 발전함에 따라 사람들은 여전히 정확한 메커니즘을 탐구하고 있습니다. 그러나 지금 우리가 알고 있는 것은 빙산의 일각에 불과합니다. 알려지지 않은 다른 요소가 토네이도 형성에 영향을 미칠 수 있다고 생각하십니까?
