natural-disasters-and-their-effects
המדע מאחורי טופס Tornado: מ Supercells to Twisters
Table of Contents
טורנדוס מדורגת בין התופעות המטאורולוגיות האינטנסיביות והמורכבות ביותר על פני כדור הארץ, בעוד שורדים אלימים אלה יכולים לגעת בכל יבשת למעט אנטארקטיקה, ארצות הברית רואה יותר מ-1,000 קרונדוסים שאושרו מדי שנה, עם ריכוז בולט באזור המישורים המרכזיים המכונה לעתים קרובות "צעדים חמורים של טונבול בסופו של דבר" בניגוד לאמונה פופולרית, היווצרות קרורדו אינה אירוע אקראי או קואוטי, אלא שיפור משמעותי של התפתחות סביבתית של התפתחות דרמטית של חומרת.
רכיבים אטמוספיריים חיוניים לתצורת Tornado
כל קרונדו מתחיל עם הסביבה האטמוספרית הנכונה.היווצרות של סופת רעמים על תאיים, שהיא היצרנית העיקרית של קרורדו אלים, תלויה בארבעה מרכיבים בסיסיים: חוסר יציבות אטמוספירטיבית, לחות, מנגנון הרמת ורוח עמוקה-שכבת-שכבות.בעוד חוסר יציבות, לחות, ומעליות הן נפוצות לסערות רעמים רבות, זוהי נוכחות של משב רוח עמוקה, המפרידת סערה קשה, מרוטבנת של סופות מסופות טורפות של סופות אופייניות.
חוסר יכולת אטמוספירית
חוסר יכולת מתייחס ליעילותה של האווירה לעודד תנועה אנכית.כאשר פני האדמה מחוממות על ידי אור השמש, אוויר חם עולה, יצירת זרמים קדימה חיוני לפיתוח הסערה.מטאורולוגים לכמת פוטנציאל זה באמצעות מדד הנקרא Convective Luxury Energy (CAPE), המייצג את כמות האנרגיה הנדרשת של אוויר יהיה אם יוסרו באופן אנכי.
נמוך-Level Moisture
מוסטאור באווירה הנמוכה יותר משמש הדלק שמחייב סופות רעמים בארצות הברית, לחות זו מגיעה בדרך כלל מהתבוננות על המים החמים של מפרץ מקסיקו.משטח דהו נקודות של 60 מעלות צלזיוס (או גבוה יותר הם נפוצים בסביבות שמתמוך בפיתוח עליות על תאי על פני המים החמים, אוויר לחות הוא פחות יבש מאשר אוויר, ולכן עולה בקלות רבה יותר.
הטריגר את מכניזם לסופה Initation
אי-יציבות ולחות לבד לא יכול לייצר קרורדוים. מנגנון מכריח חיוני להרים את החבילה האוויר החמה והלחמה מעל השטף הטמפרטורה ליד פני השטח וליזום הדבקה.
- (ב) ⁇ :0) קדמונים: 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ :0) ,(Drylines: FLT:1) גבולות שארפ המפרקים אוויר לחות מהאוויר יבש, הנמצאים לעתים קרובות במישורים הדרומיים של ארה"ב.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ :0) תכונות אוטוביוגרפיות: 1 גבעות הרים והרים יכולים לספק מעלית מקומית על ידי לחיצה על אוויר מעלה.
התזמון והמיקום של הטריגרים הללו הם קריטיים, כפי שהם קובעים היכן סערות מתחילות להשפיע על הפוטנציאל שלהן להיות חמורות.
Deep-Layer Wind Shear: The Defining Factor
Wind Shear, השינוי במהירות רוח ו / או כיוון עם גובה, הוא הגורם המרכזי המבדל סופת רעמים על תאי גזע מן הרגיל. עבור היווצרות קרורדו, רוח אנכית היא חשובה במיוחד. רוחות כי עלייה במהירות ושעון רב, עם גובה לייצר תנועות מתגלגלות אופקית או מערבולות באווירה. כאשר סערה חזקה מטומטמת את הסיבוב האופקי הזה לתוך הגנים האנכיים, יוצר חגורת רוח חזקה של קרועה אחורית של סופה.
סופת הרעם של תאי העל: מפעל Tornado
סופות רעמים של תאי העל הן סופות הרעמים העיקריות האחראיות לייצר טורנדו אינטנסיביות וארוכות ימים, המאופיינות על ידי התפוצצות מתמשכת המכונה mesocyclone, על תאי העל הם מערכות נדירות יחסית אך מאורגנות מאוד.
The Rotating Heart of the Storm
mesocyclone הוא עמודה מסתובבת של אוויר בדרך כלל 2 עד 6 קילומטרים בקוטר שצורות בתוך תא סופר. זה עולה כאשר הרוח Shear אינטראקציה עם היפוך חזק של הסערה, גרימת סיבוב לפתח aloft. סיבוב זה יכול לחזק ורד לעבר פני השטח כמו הסערה אינטנסיבית יותר. a חזק, מאורגן היטב mesoclone הוא סימן הכרחי כדי היווצרות של חומר מכניקה של זמן קרומטר אחד יכול לעתים קרובות מאפשר זיהוי ייחודי.
אינטראקציה עם ירידה ודיבור
בניגוד לסערות הרעמים הרגילות, בעלי-על שומרים על הפרדה בין אזורי הדה-רופט והפלודרופט שלהם, ומונעים מהסופה להדוף את עצמה בטרם עת.
- (ב) ⁇ (ב"ג): "בְּלֹא נָאֶת עַמֶרְטַבְתִּי, אֲשֶׁר נָעָשָׂה נָעָה" (במדבר כ"ד, כ"ד).
- (ב) [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [האזור הצאצא של הסופה, שעטוף סביב המיסוציקלון, וממלא תפקיד קריטי בהתפתחות קרורדו.
האינטראקציה בין הזרמת החמה והלחית האכלה של ה- Updraft והאוויר הקריר של ה-RFD יוצרת דינמיקות מורכבות שיכולה להגביר את הסיבוב ליד הקרקע, קידום קרורדונזה.ארגון מבני זה מאפשר לסופרל לקיים את עצמו על פני תקופות ארוכות, לעתים קרובות וכתוצאה מכך התפרצויות קרורדו משמעותיות.
התפקיד של ה- Capping Inversion
תכונה אטמוספירית עדינה אך חיונית המשפיעה על היווצרות תאי העל היא הרתיעה, או "cap" זה שכבת אוויר חם כי מדכאת את הצטברות על ידי מניעת חבילות אוויר מעלייה בחופשיות. a Cap חזק מעכב היווצרות של סערות חלשות, מפוזרות מוקדם ביום, ומאפשר אנרגיה לצבור ליד פני השטח.
תהליך הטורנאדוגנס: מרוטציה ועד טוויסט
Tornadogenesis הוא הרצף המורכב של תהליכים שבאמצעותם קרונדו טפסים מן המזכר המורכב של תא סופר.תהליך זה תלוי במידה רבה על אינטראקציות בין היפוך של הסערה לבין החיסרון האחורי למטה, כמו גם את הדינמיקה של לחות רוח נמוכה.
Rear Flank Downdraft ו- Vortex מתיחה
ה-Fank Downdraft האחורי (RFD) יורד על גב של mesocyclone ועטוף סביב עמודה רוטטת של אוויר.זה יורד את האוויר מסתובב טור אוויר מתנוסס אופקית. הרבה כמו דמות skater מושך בזרועותיהם כדי לסובב מהר יותר, השימור של מומנטום זווית גורם לסיבוב כדי להגדיל באופן דרמטי כמו רדיוס של ה-rerereret, שבו הוא יכול להיות מכווץ את התפקיד הראשי, כמו גם כן, כלומר, כמו גם לחץ חזק, כמו גם כן, כלומר, כלומר, נקודה קריטית, זה יכול להיות מכווץ, זה יכול להיות מכווץ, כמו גם לחץ חזק, כמו גם כן, כי הוא מכווץ, כמו גם כן, כי הוא מכווץ את הלחץ חזק יותר, כי הוא מסוגל למתחתק יותר, כי הוא מכה חזק, כי הוא מכה חזק, כי הוא יכול להיות מכווץ את השבר, כמו גם כן, קרוב יותר, כי הוא פועל.
הצורות של מספר Vortices ו- Tornado Cycloid
לפני צורות קרורדו גדולות אחת, כמה מערבות קטנות יותר - מה שנקרא מערבולת - לעתים קרובות מתפתח לאורך הגבול בין הזרימה החמה לבין RFD קריר יותר, אלה גורים קטנים יותר יכולים להתמזג לתוך אחד, חזק יותר קרורדו חזק יותר.הטורנדו מופיע בתחילה כמו ענן פטריה נופלת מבסיס הסערה.
כישוף-רלבנטיות וחשיבותו
היליאליות השברירית (SRH) משווה את הפוטנציאל לסיבוב צ'יליטוני על ידי מדידה של כמות הפריה האופקית באטמוספירה התחתונה ביחס לערכי ה-SRH הגבוהים, במיוחד ב-1 עד 3 ק"מ של האווירה, הם תואמים מאוד עם התפתחות של מזכרים אינטנסיביים והערכות טורנדונים בערכים ה-Falifird:2Framurei-H%-Cerfrefrefrenceer, כאשר הם בעלי פוטנציאל גבוה יותר, לעומת זאת, כאשר הם בדרך כלל, בדרך כלל, CPEFerdddddddddddddddddddddddddddddd, כאשר הוא יעיל של CPEFerddddddddddddddddd מוקדם יותר, כאשר הוא יעיל של CPEF.
גורמים המשפיעים על נטיות Tornado ותצורת Probability
לא כל סופר מייצר קרורדו, וקרועות יכולות להשתנות באופן נרחב בכוח.מספר גורמים סביבתיים וסולפות משפיעים הן על הסבירות להיווצרות קרורדו והן על עוצמתו של הטורטקס המתקבל:
- (FLT:0) אנרגיה פוטנציאלית זמינה זמינה (CAPE): IRLT:1 גבוה CAPE מספק אנרגיה גבוהה יותר עבור התפוצצה של הסערה, המאפשרת סיבוב חזק יותר ויותר מתמשך. CAPE ערכים מעל 4000 J / ק"ג קשורים לעתים קרובות לפיתוח סופר תאי קיצוני.
- (FLT:0)Low-Level Wind Shear (0-1 ק"מ): רוח חזקה 1:1 שר ליד פני השטח מספק את הסיבוב הדרוש כדי להאכיל את הבסיס של סערה, הגדלת ההסתברות קרורדו.
- (FLT:0) ,Lifted Condensation Level (LCLIR): 1:1 הגובה שבו האוויר העולה הופך רווי ועננים טופס.LCLs נמוך יותר מצביעים על לחות גבוהה יותר ועל בסיס ענן נמוך יותר, אשר באופן סטטיסטית מתואם עם סיכוי גבוה יותר של היווצרות קרונדו מאז עמודה רוטט יכול להתחבר בקלות רבה יותר לקרקע.
- (FLT:0) TERRATERING Gradients ו-Stability:FLT) 1 ניגודי טמפרטורה שארפ, כגון בין מסה אווירית חמה, לחות ומסה אווירית יבשה, קרירה יותר, משפרת את חוסר יציבות ולספק מנגנוני הרמת חזק.
גורמים אלה משלבים בדרכים שונות כדי לקבוע את הסיכון הכולל של קרורדו בכל יום נתון.
Tornado Lifecycle ו-Fjita Scale
מחזור החיים של Tornado
Tornadoes המיוצר על ידי supercells בדרך כלל לעקוב אחר מחזור חיים רב-שלב:
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ויקרא י"א: "ה' י"א: "ה', ויקרא י'" (בראשית כ"ד, כ"ד).
- (ב) [ה]הההתחר"א]: "הההשׂה" (ב"ה) היא ה"התח" (ה"ב) ו"הההההה" (ב"ב)"ה[[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]
הבנת השלבים האלה מסייעת למטאורולוגים לפרש את התנהגות הסערה ולשפר את דיוק האזהרה.
דירוג Tornado Intensity: The Enhanced פוג'יטה (EF)
עוצמת טורנדו מסווגת לאחר event על בסיס הנזק שנגרם, באמצעות ה-FLT:0Enhanced פוג'יטה (EF) ScaleFLT:1 , בקנה מידה זה נע בין EF0 ל-EF5, עם מהירויות רוח המוערך מחומרת הנזק לסוגים שונים של מבנים וצמחייה:
- (ב) [15] (ב-65-85 קמ"ש): נזקי אור כגון סניפי עץ שבורים ונזקי גג קטנים.
- (FLT:0)EF1 (86-110 קמ"ש): נזק מתון 1 (FLT:1), כולל משטחי גג נקרעים לבתים ניידים שדחפו את היסודות.
- (ב) אמפ:0) EF2-135: FIRLT:1, כגון גגות נקרעים בתים מאורגנים היטב ועצים גדולים נעקרו.
- (ב) [15] ,5 אמפ: ⁇ 1 (ב) נזק מספרד, כולל סיפורים שלמים על בתים שנבנו היטב נהרסו.
- (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:
- (למעלה מ-200 קמ"ש): נזק מדהים; בתים חזקים של מסגרת נסחף לחלוטין, פסולת משמעותית נזרקת למרחקים ארוכים.
מדידות ישירות של מהירויות רוח קרורדו הן נדירות, ולכן הערכות מבוססות נזק נשארות השיטה העיקרית לעוצמה של דירוג קרורדו. מכ"ם מוביל דופלר סיפק כמה ממידות המהירות המדויקות ביותר בשנים האחרונות, אך הנתונים האלה נותרו מוגבלים למספר אירועים מחוסנים היטב.
התקדמות במדעי Tornado ותחזיות
הבנה מדעית של קרונדוס התקדמה באופן משמעותי באמצעות מחקר שדה ייעודי וחדשנות טכנולוגית.הפרויקטים העיקריים כגון FLT:0 VORTEX (Verification of the Origins of Rotation in Tornadoes Experiment)FLT:1 ויורשו, FLT:2VOEXRT2FLT:3, ארגן צוותים מצוידים עם מערכות דופללר ניידות, בלונים, וכלי רכב מפוזרים באופן משמעותי על פני השטח שלנו, אשר סיפקוגני מידע טורבומים באופן משמעותי על פני השטח שלנו, באופן משמעותי על פני השטח.
טכנולוגיית מכ"ם עכשווית, כולל מכ"ם דו קוטבי, מאפשרת למטאורולוגים לא רק לזהות סיבוב, אלא גם לזהות פסולת בתוך קרורדו.יכולות אלה משפרות את הדיוק של אזהרות קרורדו ומגדילות את זמני ההובלה, בסופו של דבר להציל חיים.מודלים חיזוי מזג אוויר נומרריים השתפרו, שילוב של פיזיקה בקנה מידה דק יותר וייצוגים מפורטים יותר של האווירה, אשר מסייעים לחזות תחזיות על תאים ופוטנציאל קרורדו ביעילות רבה יותר.
למרות ההתקדמות הזו, היבטים רבים של היווצרות קרונדו נשארים חמקמקים. הצופים עדיין מתמודדים עם אתגרים בקביעת אילו תאי העל יפיקו קרורדו וקביעת התזמון המדויק והעוצמה של גנניס קרורדו.מחקר ממשיך להתמקד בהבנת אותות סביבתיים וסערות עדינים כי לפני קרועוגנזה, המנסים לשפר מערכות התראה מוקדמות ולהפחית את הנפגעים הקשורים קרורדו.