Language
Country/Area
No result found
Тайна суперторнадо: как RFD стал секретным оружием торнадо?
Во время суперштормов нисходящий поток воздуха сзади, также известный как охлаждение задними осадками (RFD), играет важную роль. Эти области сухого воздуха окружают заднюю часть мезоциклона, закручиваясь, словно глаз бури в темноте. RFD считается одним из важных факторов формирования многих суперштормовых торнадо. Когда метеорологический радар фиксирует крупный град в RFD, он часто показывает характерный крюкообразный эхо-сигнал, который часто указывает на присутствие торнадо.
Многие исследования показали, что осадки и охлаждение на тыльной стороне тесно связаны с образованием торнадо.
Механизм формирования
Формирование осадков и охлаждение на тыльной стороне в основном обусловлено отрицательной плавучестью. Это явление может быть вызвано холодной аномалией, образующейся за супергрозой. Этот холодный воздух возникает из-за испарительного охлаждения осадков или таяния града . В то же время в облако нагнетается сухой и холодный воздух. Вертикальные возмущения перепадов давления могут также быть вызваны такими факторами, как вертикальные градиенты вертикальной завихренности, стационарный окружающий поток в области восходящего потока и возмущения давления из-за изменений вертикальной плавучести. По мере того как воздух опускается, этот сухой воздух адиабатически нагревается, образуя промежутки в облачном слое, известные как прозрачные ложбины. Эта прозрачная впадина может окружать торнадо или иметь форму подковы ниже или сбоку от торнадо.
Термические свойства
Осадки и охлаждение на тыльной стороне могут выглядеть как четкая впадина вокруг торнадо, но эта четкая впадина не во всех случаях отчетливо видна. Некоторые исследования показали, что превышение поверхностного давления в РПД может достигать нескольких миллибар. Кроме того, эквивалентная потенциальная температура (θe) в RFD обычно ниже относительно воздушного потока, а самые низкие значения потенциальной температуры по влажному термометру (θw), наблюдаемые на поверхности, также обычно находятся в пределах RFD. Хотя внутри RFD также наблюдался теплый воздух с высоким θe.
Отличия от фронтальных осадков и охлаждения
По сравнению с охлаждением осадками спереди (FFD), охлаждение осадками сзади (RFD) в основном состоит из сухого и теплого воздуха. Это происходит потому, что RFD выталкивается вниз из средней атмосферы, вызывая компрессионный нагрев нисходящего воздушного пакета. FFD формируется из-за нагрузки осадков и испарительного охлаждения в ядре осадков супергрозы. По сравнению с RFD, FFD холодный и влажный. Несмотря на это, оба фактора считаются важными в формировании торнадо.
Роль в образовании торнадо
Связь между охлаждением за счет осадков с тыльной стороны и эхосигналами хорошо известна. Первоначальное охлаждение осадков происходит, когда воздух сверху сталкивается с землей и смешивается с ней. Крючковое эхо образуется при движении осадков вдоль задней части основного эхо-сигнала. Таким образом, нагрузка осадков и испарительное охлаждение, вызванное эхо-сигналом, могут дополнительно увеличить интенсивность осадков. Наблюдения показывают, что усиленное выпадение осадков вблизи наиболее сильного низкоуровневого вихря способствует образованию крюкового эха, а сухой окружающий воздух также привносится в осадки, что еще больше усиливает отрицательную плавучесть.
Наличие RFD может привести к значительному увеличению количества осадков, способствуя тем самым образованию торнадо.
Связь с торнадо
Многие исследователи признали, что охлаждение осадков, особенно связанных с эхо-сигналом, имеет решающее значение для образования торнадо. Еще в 1975 году Тед Фуджита опубликовал гипотезу рециркуляции образования торнадо. Сначала воздух, привнесенный осадками, рециркулируется в развивающемся торнадо, а затем угловой момент, привнесенный осадками, передается вниз, в конечном итоге формируя сильную циркуляцию. Это положительный Для усиления торнадо необходим контур обратной связи. Наблюдения показывают наличие низкоуровневых вихревых ассоциаций в пределах RFD, что указывает на то, что RFD имеет решающее значение для формирования торнадо. Эти данные наблюдений, связанные с осадками и охлаждением на обратной стороне, подтверждают гипотезу Фудзиты о рециркуляции. Заключение
Согласно текущим исследованиям, охлаждение осадков на тыльной стороне фактически играет направляющую роль в супергрозах, способствуя формированию торнадо. Наука продолжает развиваться, и изучение ее точных механизмов продолжается. Однако то, что мы знаем сегодня, — это лишь вершина айсберга: какие еще неизвестные элементы, по вашему мнению, могут влиять на формирование торнадо?
