Нисходящая тяга заднего бока - Rear flank downdraft

Циркуляция воздуха при грозе суперячейки, включая нисходящий поток с тыла

В нисходящая тяга заднего бока или же RFD это область сухого воздуха, обволакивающая спину мезоциклон в суперячейка гроза.[1] Считается, что эти области нисходящего воздуха играют важную роль в производстве многих сверхклеточных торнадо. Большой град в заднем фланге нисходящий поток часто ярко проявляется в виде крюка на метеорологический радар изображения, производящие характеристику крючок эхо, что часто указывает на наличие торнадо.[1]

Формирование

Нисходящий поток заднего бока может возникнуть из-за отрицательного плавучесть, которые могут быть вызваны аномалиями холода, возникающими в задней части грозовой суперячейки испарительный охлаждение осадки или же град таяние или нагнетание сухого и более холодного воздуха в облако, а также вертикальные градиенты возмущающего давления, которые могут возникать из-за вертикальных градиентов вертикальной завихренности, застой потока окружающей среды при восходящем потоке воздуха и возмущений давления из-за колебаний вертикальной плавучести (которые частично связаны с гидростатическими эффектами).[2]

Вертикальный давление Возмущения генерируются увеличением давления из-за вертикальной плавучести, создавая градиент возмущения давления. Опускающийся воздух обычно сухой, и по мере его опускания воздух адиабатически нагревается и может образовывать просвет в облачном покрове, называемый прозрачной щелью.[2] Можно наблюдать прозрачную щель, которая оборачивается вокруг торнадо или формируется вдали от торнадо в форме подковы. Эта прояснение, скорее всего, является образованием области крючкового эха, связанной с образованием торнадо.[2] RFD, возникающий при адиабатическом нагревании сухого воздуха, может производить более теплые наблюдения из RFD на поверхности.

Термодинамические характеристики

RFD могут представлять собой чистый слот, охватывающий не менее двух третей длины вокруг торнадо, но свободный слот не всегда очевиден в случаях, когда присутствует RFD. Во многих документах указано, что в RFD существуют превышения поверхностного давления до нескольких миллибар.[2] Некоторые результаты показали, что в пределах RFD эквивалентная потенциальная температура (θe) холодна по отношению к притоку. Причем самый низкий потенциальная температура по влажному термометру (θw) значения, наблюдаемые на поверхности, находились в пределах RFD. Однако есть также наблюдения за теплым воздухом с высоким θe внутри RFD.[2]

Отличие от прямого фланга нисходящего течения

По сравнению с нисходящая тяга переднего фланга (FFD) Нисходящий поток с задней стороны (RFD) состоит из теплого и сухого воздуха. Это связано с тем, что RFD опускается со средних уровней атмосферы, что приводит к нагреву движущихся вниз участков под действием сжатия. Напротив, FFD приводится в движение осадками и испарительным охлаждением в ядре осадков сверхъячейки грозы, что делает FFD относительно холодным и влажным. Считается, что оба они играют важную роль в формировании торнадо.

Роль в торнадогенезе

Классическое эхо крюка, указывающее на наличие нисходящего потока с задней стороны (в данном случае - торнадо). Торнадо, связанный с этим эхом, был частью Последовательность вспышки торнадо в мае 2003 г..

Ассоциация с эхом крючка

Нисходящие нисходящие потоки с задней стороны имеют хорошо известную связь с отголосками крюка.[3][4] Во-первых, первоначальный нисходящий поток с тыла - это воздух, переносимый с высоты на поверхность, сталкиваясь и смешиваясь с штормом.[2] Во-вторых, крючковые эхо-сигналы формируются за счет переноса осадков с тыла основного эхо-сигнала вокруг области сильного восходящего потока.[2] Таким образом, осадки и охлаждение за счет испарения, вызванные эхом от крючка, могут усилить нисходящий поток. Некоторые наблюдения показали наличие усиленного нисходящего потока вблизи самого сильного вращения на малых высотах, за главным восходящим потоком шторма.

Сухой воздух из окружающей среды также увлекается нисходящим потоком, а охлаждение за счет испарения помогает создать воздух с более низкой плавучестью. По мере выпадения осадков прохладный увлеченный воздух циркулировал вниз и в конечном итоге достигал поверхности. Это способствует циркуляции с образованием крючкового эха. Был сделан вывод, что наличие крючкового эхо-сигнала может отражать усиление нисходящего потока.

Ассоциация с торнадо

Многие исследователи осознали, что нисходящие потоки заднего бока, особенно те, которые связаны с отголоском крюка, принципиально важны для образование торнадо (торнадогенез). В 1975 г. Тед Фуджита возникла гипотеза утилизации торнадогенеза:[3] Во-первых, нисходящий воздух рециркулирует в (развивающийся) торнадо, что приводит к заметному схождению на обратной стороне (все еще развивающегося) торнадо. Тогда перенос углового момента вниз за счет осадков и рециркуляция воздуха в торнадо создадут тангенциальное ускорение, необходимое для усиления торнадо в виде петля положительной обратной связи.

Наблюдения за низкоуровневыми парами завихренности внутри RFD показывают, что изменение завихренности RFD играет важную роль в формировании торнадо в штормах суперячейки. Во время фазы торнадогенеза в суперячейках частицы воздуха, проникающие в торнадо или зарождающийся торнадо, регулярно проходят через эхо-сигнал и RFD, которые могут служить основой для теории Фуджиты. гипотеза утилизации. Кроме того, наблюдения за чистой щелью во время и непосредственно перед стадией торнадо предполагают, что воздух, проникающий в торнадо, может поступать из RFD.

Регулярно создание большой вертикальной завихренности вблизи поверхности в среде, необходимой для торнадогенез, относится к нисходящему потоку. Однако торнадо могут возникать при отсутствии нисходящего потока в средах, содержащих ранее существовавшую вертикальную завихренность на поверхности, например, в некоторых случаях несверхъячейкового торнадогенеза.

Нисходящий поток может играть следующие роли в приземном мезоциклогенезе:[2][5]

  1. наклоняет горизонтальную завихренность для создания вертикальной завихренности
  2. переносит воздух, содержащий вертикальную завихренность, от среднего уровня к поверхности
  3. значительно увеличивает сходимость приземной завихренности под восходящим потоком, входя в восходящий поток и растягиваясь по вертикали

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Национальная служба погоды. «Полный глоссарий погодных терминов для наблюдателей за штормами». NOAA. Получено 2010-05-24.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Марковски, Пол М. (апрель 2002 г.). «Отголоски крюка и нисходящие потоки с тыла: обзор». Ежемесячный обзор погоды. 130 (4): 852–876. Bibcode:2002MWRv..130..852M. Дои:10.1175 / 1520-0493 (2002) 130 <0852: HEARFD> 2.0.CO; 2. ISSN  1520-0493. Cite имеет пустой неизвестный параметр: | trans_title = (помощь)
  3. ^ а б Фудзита, Т. Т. (1975). «Новые свидетельства торнадо 3–4 апреля 1974 г.». Препринты, Девятая конф. О сильных местных бурях. 107 (9): 248–255.
  4. ^ Lemon, L.R .; К. А. Досуэлл III (сентябрь 1979 г.). «Тяжелая грозовая эволюция и структура мезоциклона в связи с торнадогенезом». Ежемесячный обзор погоды. 107 (9): 1184–1197. Bibcode:1979MWRv..107.1184L. Дои:10.1175 / 1520-0493 (1979) 107 <1184: ПАР> 2.0.CO; 2. ISSN  1520-0493.
  5. ^ Дэвис-Джонс, Р. П. (1982). «Новый взгляд на уравнение завихренности применительно к торнадогенезу». 12-я конф. О сильных местных бурях: 249–252.

Библиография