Главная - Смерчи - Условия образования смерчей
Friday 22nd of February 2019

Последствия:

ФАС обнаружила необоснованный рост цен из-за засухи

News image

Федеральная антимонопольная служба (ФАС) на основании жалоб и информации, поступающей в ...

Молдавия высохла на 80 процентов

News image

Затяжная засуха в Молдавии затронула 80 процентов ее территории, сообщает ИА...

Сорок литров, чтобы умыться?

News image

Магнитогорский изобретатель Григорий Зелик знает, как сэкономить воду, ставшую драгоценной в ...

Тайфуны:

Физика тайфунов

Тайфун представляет собой самоорганизующуюся структуру в движущемся атмосферном потоке. Физика его очень сложна и дале...

Колыбель тайфунов

Тихий океан является колыбелью страшных тропических циклонов, известных под названием тайфун. Огромные массы атмосферн...



Условия образования смерчей
Природные катаклизмы - Смерчи

условия образования смерчей

Смерч - локальное явление. Однако образование смерчей связано с интенсивными макромасштабными атмосферными процессами - зонами активной конвективной и грозовой деятельности. Эти зоны образуются при большой вертикальной неустойчивости воздушной массы, характеризующейся сходимостью (конвергенцией) теплых и влажных потоков в ее нижней части и расходимостью (дивергенцией) относительно холодных и сухих потоков в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Поэтому сильные смерчи наиболее часто наблюдаются в теплое время года, между 15 и 18 ч, в углубляющихся циклонах, на обостряющихся холодных фронтах и впереди них, под обширными тропосферными депрессиями. Наряду с вышеперечисленными главными макромасштабными процессами, способствующими образованию смерчей, должен выполняться еще целый ряд макромасштабных и мезомасштабных условий. Рассмотрим некоторые из них.

1. Циклоны, в которых могут возникнуть смерчи, обычно быстро движутся. Смерчи отмечаются в юго-посточном квадрате теплого сектора циклона, впереди линии разрыва точки росы у Земли, а также впереди быстро движущихся холодных фронтов, где часто образуются линии неустойчивости и линии шквалов с облачными валами, вращающимися вокруг горизонтальной оси, сильно изогнутой в вертикальной плоскости.
2. В макромасштабных циклонических областях, на холодных фронтах и их волнах часто имеют место мезомасштабные цикло нические вихри. Массивы грозовой облачности здесь нередко имеют слабое вращательное движение вокруг вертикальной оси. Оно ускоряется при наличии в тропосфере больших горизонтальных и вертикальных сдвигов ветра. В этих условиях сильные вертикальные потоки внутри мощного массива кучево-дождевых облаков могут обусловить значительные сдвиги ветра на границе этих потоков и облачного массива, что и дает первоначальный момент вращения. Его передача по сужающемуся каналу, как хорошо известно, дает резкое ускорение вращения, что при соответствую щей начальной интенсивности процессов может привести к возникновению смерча.

Имеется ряд гипотез, объясняющих физические особенности образования смерчей. Согласно [5], образование смерча происходит в два этапа (рис. 1.2). Первый этап - зарождение смерча. Вначале в облачном массиве начинает закручиваться столб восходящего потока воздуха диаметром 10-20 км и в средней тропосфере образуется мезовихрь с пониженным давлением в центре (в США мезовихри в кучево-дождевых облаках называют мезоциклонами). Вращение воздуха начинается на высотах 4-8 км, которое затем передается нижним и верхним слоям тропосферы как бы по трубе . При этом во вращающемся воздухе находятся в равновесии две силы - сила градиента давления, направленная к центру столба воздуха, и центробежная сила, направленная от центра вращения. Возникает так называемый циклострофический баланс, вследствие чего воздух движется вокруг вертикальной оси и в то же время перемещается вдоль нее, радиальные компоненты движения воздуха значительно ослаблены. По мере усиления восходящего потока в нижней части мезоциклона увеличивается конвергенция. Вследствие изменения направления ветра с высотой, втекающий воздух дополнительно закручивается вокруг оси столба вращения. Из-за сохранения углового момента, величина которого пропорциональна массе объема воздуха, его скорости и расстоянию от оси вращения, скорость вращения воздуха, приближающегося к оси, возрастает. Воздух, сходящийся в нижней части мезоциклона, вращаясь поднимается с ускорением. При этом происходит растяжение вращающегося столба воздуха по вертикали, и диаметр мезоциклона уменьшается до 2-6 км. Скорость потоков во вращающемся столбе воздуха может достигнуть 30-35 м/с, однако для наблюдателя смерч продолжает оставаться невидимым.

Второй этап - появление смерча, видимого наблюдателем. Па этом этапе формируется ядро смерча. Физика процесса и причины образование смерча особенно неясны. Предположительно, это происходит тогда, когда внутри мезоциклона, ближе к его периферии, сходимость и расходимость воздушных потоков по вертикали проявляется особенно резко. Диаметр этой области составляет не более 1 км. Здесь, как подтверждают измерения с помощью доплеровского радиолокатора, усиление вращения столба воздуха в средней части тропосферы быстро передается вниз, и вихревая труба вытягивается почти до земли.

В результате перепада давления, возникающего между ядром смерча и его внешней границей, воздух в сравнительно тонком слое вблизи земли втекает внутрь вихря, где он резко изменяет направление движения и начинает подниматься по спирали вверх. В результате зона наиболее сильных ветров принимает форму кольца. Поскольку трение о землю ограничивает радиальную скорость потока, ядро смерча не успевает заполниться воздухом снизу. Если грозовое облако, с которым связан смерч, становится особенно большим и превращается в суперячейку, то имеющийся в нем мезоциклон может рождать несколько смерчей. Иногда наблюдаются целые семейства смерчей - до восьми вихрей.

Имеются и другие физические гипотезы возникновения смерчей. В частности, в [4] предполагается, что вихревое движение, приводящее к образованию смерча, начинается в облаках в зонах крупного града и высокой концентрации градин в зоне падения. Согласно Т. Фуджита [10], образованию смерча способствует сваливание вершины кучево-дождевого облака из стратосферы вниз.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Карта катаклизмов:

News image

Последствия ливня в Днепропетровске

По информации центра пропаганды ГУ МЧС в Днепропетровской области, в результате ливня, прошедшего в пятницу, 2 октября, сопровождавшегося штормовым ...

News image

Чрезвычайный дождь

Сегодня ранним утром на московский регион обрушился ливень с грозой, а в некоторых местах и с градом. Улицы столицы в считанные минуты покрылись глу...

News image

Матвиенко сравнила выпавший за зиму снег с тысячей пира

В Санкт-Петербурге за зиму выпало 15 миллионов кубометров снега, что равно одной тысяче пирамид Хеопса, заявила на выступлении перед законодательным...

News image

Над Львовом пронеслась буря

Сегодня во Львове разыгралось страшное ненастье. Город накрыл ураган, шквальный ветер, гроза, град застали людей врасплох. В центре города на нек...

Виды природных катастроф:

News image

Основные преимущества фильтров для воды

Сегодня ни для кого не секрет, что тело человека на 80 процентов состоит из воды. В связи с этим специалисты утверждают, что между человеческим здор...

News image

Безопасна ли водопроводная вода

Сегодня все люди, в том числе и школьники из курса биологии знают, что человек на 80 процентов состоит из воды. Имеется экспертное мнение о том,...