Низкое холодное ядро - Cold-core low

Изображение верхнего тропосферного циклонического вихря в западной части северной части Тихого океана, низменности с холодным ядром.

А холодный стержень низкий, также известный как верхний уровень низкий или же циклон с холодным сердечником, это циклон наверху, с которым связан холодный бассейн с воздухом, находящийся на большой высоте в пределах Земли тропосфера, без лобовая конструкция. Это система низкого давления, которая укрепляется с высотой в соответствии с термический ветер отношение. Если в ответ на такую ​​особенность в субтропических широтах восточного севера образуется слабая поверхностная циркуляция Тихоокеанский регион или север Индийские океаны, это называется субтропический циклон. Облачный покров и осадки в основном происходят в этих системах в течение дня. Суровая погода, Такие как торнадо, может произойти около центра минимумов холодного ядра. Холодные минимумы могут помочь спавну циклоны со значительным Погода воздействия, такие как полярные ямы, и Карманские вихри. Низкие температуры могут привести непосредственно к развитию тропических циклонов из-за связанных с ними холодных воздушных бассейнов наверху или выступая в качестве дополнительных отток каналы для помощи в дальнейшем развитии.

Верхний тропосферный циклонический вихрь в западной части северной части Тихого океана, демонстрирующий втягивание верхних слоев облаков.

Характеристики

Смотрите также: Термальный ветер
Вертикальная вариация геострофический ветер в баротропный атмосферу (а) и в бароклиника атмосфера (б). Синяя часть поверхности обозначает холодную область, а оранжевая часть обозначает теплую область.

Холодные циклоны сильнее на высоте, чем на поверхности Земли, или сильнее в областях тропосферы с более низким давлением в соответствии с взаимосвязью теплового ветра и гипсометрическое уравнение. Гипсометрическое уравнение гласит, что в более холодной атмосфере меньше места между поверхностями давления, что соответствует концепции меньшей толщины атмосферы, а соотношение теплового ветра указывает, что в этой ситуации ветер усиливается с высотой.[1][2] Это также означает, что с этой особенностью связан изолированный бассейн с холодным воздухом наверху. Из-за его холодного центра центр показывает область с минимумом толщины. Поскольку температура на любом заданном радиусе аналогична и параллельна ориентации градиента давления, и, следовательно, ветер, это баротропный в природе.[3] Движение циклонов с холодным сердечником может быть неустойчивым, поскольку они отделены от основного пояса Вестерлис, что в противном случае привело бы их к востоку.[4]

Наиболее облако крышка и осадки в сочетании с низкими температурами происходит в светлое время суток, когда солнечный свет нагревает поверхность Земли, дестабилизируя атмосферу и вызывая восходящее вертикальное движение.[5] Развитие суровых погодных условий, особенно торнадо, может происходить вблизи центра этих систем над сушей в любое время года.[6] Зимой, когда минимумы холодного ядра с температурами на средних уровнях тропосферы достигают -45 ° C (-49 ° F), перемещаются по открытым водам, формируется глубокая конвекция, которая позволяет полярный минимум развитие станет возможным.[7]

Важность циклонов в субтропиках и средних широтах

4 ноября 1995 г. Кона Лоу
Смотрите также: Nor'easter и Субтропический циклон

Kona Lows, наиболее внетропические циклоны, и тропические циклоны верхней тропосферы являются минимумами холодного ядра. В восточной половине северной части Тихого океана и северной части Индийского океана образование слабой циркуляции под от среднего до верхнего тропосферного низкого уровня который в холодное время года отрезан от основной полосы западных ветров (зима ) называется субтропическим циклоном. В случае северной части Индийского океана образование этого типа вихря приводит к возникновению сезон дождей дожди во время влажный сезон.[8]

Понижения на восточном побережье образуются вблизи и к востоку от того места, где холодный нижний слой ядра взаимодействует с температура поверхности моря (SST) градиент вдоль восточного побережья континенты, Такие как Азия, Северная Америка, южный Африке, и Австралия в ранее существовавшем область высокого давления. Те, кто находится в офшоре Восточное побережье США, которые обычно образуются в период с октября по апрель, называются Nor'easters.[9] Первоначально не связан с погодные фронты, они образуют в тандеме с блокировкой антициклоны на более высоких широтах, что приводит к медленному движению к полюсу вверх по градиенту ТПО. Минимумы восточного побережья могут сохраняться до недели. Некоторые депрессии на Восточном побережье быстро развиваются, становясь метеорологические бомбы. Существует 4,5-летний цикл формирования Минимумы восточного побережья недалеко от Австралии, в годы перехода от теплого (Эль-Ниньо) к холодному (Ла-Нинья) ЭНСО годы. Эти системы могут вызывать сильный ветер, проливные дожди, волны высотой более 10 метров (33 фута) и глаз особенности на метеорологический спутник образы.[10]

Значение для тропических циклонов

Смотрите также: Тропический циклон и Тропический циклогенез
Пики активности во всем мире

Летний тропический верхний тропосферный желоб в Южное полушарие лежит над пассат регион восточной части центральной части Тихого океана и может вызвать тропический циклогенез оффшорный Центральная Америка.[11] В западной части Тихого океана тропические минимумы верхней тропосферы являются основной причиной нескольких тропических циклонов, которые развиваются к северу от 20-я параллель к северу и к востоку от 160-й меридиан востока в течение Ла-Нинья События.[12]

Задние верхние циклоны и верхние впадины могут вызвать дополнительные каналы оттока и способствовать процессу интенсификации тропических циклонов. Развитие тропических волнений может помочь создать или углубить верхние впадины или верхние впадины на своем пути из-за оттока. струйный поток исходящие от развивающегося тропического возмущения / циклона.[13][14] В западной части северной части Тихого океана существуют тесные взаимные отношения между зонами формирующихся тропических циклонов и зонами нижних тропосферных муссонных впадин и зонами тропических циклонов. тропический желоб верхней тропосферы.[15] На движение тропических циклонов также могут влиять ячейки TUTT в пределах 1700 километров (1100 миль) от их положения, что может привести к неклиматологическим следам, таким как движение на восток в тропиках или движение на запад в районе, где Вестерлис обычно доминируют.[16]

Обычно температура океана 26,5 ° C (79,7 ° F) на глубине не менее 50 метров (160 футов) является одним из шести требований, необходимых для поддержания особого режима. мезоциклон это тропический циклон.[17] Более прохладные температуры воздуха на большей высоте (например, на высоте 500 метров над уровнем моря).гПа уровень, или 5,9 км) может привести к тропическому циклогенезу при более низких температурах воды, чем обычно, как скорость отклонения требуется, чтобы заставить атмосферу быть неустойчивый Достаточно для конвекции. Во влажной атмосфере этот градиент составляет 6,5 ° C / км (19 ° F / милю), а в атмосфере с менее чем 100% относительная влажность, требуемая градиентная скорость составляет 9,8 ° C / км (29 ° F / милю).[18] Недавний пример тропический циклон которая держалась над более прохладной водой, была Алекс из Сезон ураганов в Атлантике 2016 г., который превратился в ураган над водой при температуре всего 20 ° C (68 ° F).[19]

На уровне 500 гПа средняя температура воздуха в тропиках составляет -7 ° C (18 ° F), но воздух в тропиках обычно сухой на этом уровне, давая воздуху пространство для мокрый шарик, или охладить по мере увлажнения до более благоприятной температуры, которая может поддерживать конвекцию. Температура влажной лампы на уровне 500 гПа в тропической атмосфере --13,2 ° C (8,2 ° F) требуется для инициирования конвекции, если температура воды составляет 26,5 ° C (79,7 ° F), и это температурное требование увеличивается или уменьшается пропорционально на 1 °. C в температуре поверхности моря на каждый 1 ° C при 500 гПа. В условиях холодного циклона температура 500 гПа может упасть до -30 ° C (-22 ° F), что может вызвать конвекцию даже в самой сухой атмосфере. Это также объясняет, почему влажность на средних уровнях тропосфера, примерно на уровне 500 гПа, обычно является требованием для разработки. Однако, когда сухой воздух находится на той же высоте, температура на уровне 500 гПа должна быть еще более низкой, поскольку в сухой атмосфере требуется больший градиент для нестабильности, чем во влажной атмосфере.[20][21] На высоте около тропопауза, средняя температура за 30 лет (измеренная в период с 1961 по 1990 год) составляла -77 ° C (-132 ° F).[22]

Рекомендации

  1. ^ Глоссарий по метеорологии (июнь 2000 г.). "Холодный низкий". Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинал на 2011-05-14. Получено 2010-05-02.
  2. ^ Джон М. Уоллес; Питер В. Хоббс (1977). Наука об атмосфере: вводный обзор. Academic Press, Inc., стр. 59, 384–385. ISBN  0-12-732950-1.
  3. ^ Глоссарий по метеорологии (июнь 2000 г.). «Баротропный». Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинал на 2011-05-14. Получено 2010-05-02.
  4. ^ Р. . Симпсон (февраль 1952 г.). "Эволюция шторма Кона, субтропического циклона" (PDF). Журнал метеорологии. 9 (1): 24. Bibcode:1952JAtS .... 9 ... 24S. Дои:10.1175 / 1520-0469 (1952) 009 <0024: eotksa> 2.0.co; 2. Получено 2010-05-28.[постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ Ettream (05.01.2010). «Глоссарий: C». Национальная служба погоды. Получено 2010-05-28.
  6. ^ Джонатан М. Дэвис (декабрь 2006 г.). «Торнадо с холодным ядром на 500-мб минимумах» (PDF). Погода и прогнозирование. 21 (6): 1051–1062. Bibcode:2006WtFor..21.1051D. Дои:10.1175 / WAF967.1. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-08-21. Получено 2010-05-28.
  7. ^ Эрик А. Расмуссен; Джон Тернер (2003). Полярные депрессии: мезомасштабные погодные системы в полярных регионах. Издательство Кембриджского университета. п. 224. ISBN  978-0-521-62430-5.
  8. ^ С. Хастенрат (1991). Климатическая динамика тропиков. Спрингер, стр 244. ISBN  978-0-7923-1346-5. Проверено 29 февраля 2009.
  9. ^ Шторм-Э (2007). "Нор'эстерс". Центр образовательных технологий. Архивировано из оригинал на 2007-06-26. Получено 2008-01-22.
  10. ^ Эдвард Арндт Брайант (1997). Климатический процесс и изменение. Издательство Кембриджского университета. С. 43–45. ISBN  978-0-521-48440-4.
  11. ^ Джеймс Сэдлер (ноябрь 1975 г.). "Циркуляция верхних слоев тропосферы над глобальными тропиками". Гавайский университет. Получено 2009-12-23.
  12. ^ Марк А. Лендер; Эрик Дж. Трехубенко; Чарльз П. Гард (июнь 1999 г.). "Тропические циклоны Восточного полушария 1996 года". Ежемесячный обзор погоды. 127 (6): 1274. Bibcode:1999MWRv..127.1274L. Дои:10.1175 / 1520-0493 (1999) 127 <1274: EHTCO> 2.0.CO; 2. ISSN  1520-0493.
  13. ^ Кларк Эванс (5 января 2006 г.). «Благоприятные взаимодействия желобов на тропических циклонах». Flhurricane.com. Архивировано из оригинал 17 октября 2006 г.. Получено 2006-10-20.
  14. ^ Дебора Хэнли; Джон Молинари; Дэниел Кейзер (октябрь 2001 г.). "Комплексное исследование взаимодействий между тропическими циклонами и верхне-тропосферными впадинами". Ежемесячный обзор погоды. Американское метеорологическое общество. 129 (10): 2570–84. Bibcode:2001MWRv..129.2570H. Дои:10.1175 / 1520-0493 (2001) 129 <2570: ACSOTI> 2.0.CO; 2.
  15. ^ Объединенный центр предупреждения о тайфунах (2010). «2.5 Верхние тропосферные циклонические вихри». ВМС США. Получено 2009-04-24.
  16. ^ Джейсон Э. Патла; Дуэйн Стивенс; Гэри М. Барнс (октябрь 2009 г.). «Концептуальная модель влияния клеток TUTT на движение тропических циклонов в северо-западной части Тихого океана». Погода и прогнозирование. 24 (5): 1215–1235. Bibcode:2009WtFor..24.1215P. Дои:10.1175 / 2009WAF2222181.1.
  17. ^ Крис Ландси (2011). "Тема: A15) Как образуются тропические циклоны?". Отдел исследования ураганов. Получено 2011-01-27.
  18. ^ Кушнир, Йоханан (2000). «Климатическая система». Колумбийский университет. Получено 24 сентября 2010.
  19. ^ Ричард Паш (14 января 2016 г.). Обсуждение урагана "Алекс" номер 4 (Отчет). Майами, Флорида: Национальный центр ураганов. Получено 14 января, 2016.
  20. ^ Джон М. Уоллес; Питер В. Хоббс (1977). Наука об атмосфере: вводный обзор. Academic Press, Inc., стр. 76–77.
  21. ^ Крис Ландси (2000). «Изменчивость климата тропических циклонов: прошлое, настоящее и будущее». Бури. Атлантическая океанографическая и метеорологическая лаборатория. стр. 220–41. Получено 2006-10-19.
  22. ^ Дайан Дж. Гаффен-Зайдель; Ребекка Дж. Росс; Джеймс К. Энджелл (ноябрь 2000 г.). «Климатологические характеристики тропической тропопаузы по данным радиозондов». Лаборатория воздушных ресурсов Национального управления океанических и атмосферных исследований. Архивировано из оригинал 8 мая 2006 г.. Получено 2006-10-19.