Тепловой взрыв - Heat burst
| Часть серии по |
| Погода |
|---|
 |
 Портал погоды
|
В метеорологии , А тепло взрыв редкое атмосферное явление характеризуется внезапным, локализованное увеличением воздуха температуры вблизи поверхности Земли. Тепловые всплески обычно происходят в ночное время и связаны с затухающими грозами . Они также характеризуются чрезвычайно сухим воздухом и иногда связаны с очень сильными, даже разрушительными ветрами.
Хотя это явление до конца не изучено, считается, что событие происходит, когда дождь испаряется ( вирга ) в пучок холодного сухого воздуха высоко в атмосфере, что делает воздух более плотным, чем его окружение. Пакет быстро опускается, нагреваясь из-за сжатия, выходит за пределы своего равновесного уровня и достигает поверхности, как при нисходящем порыве .
Зарегистрированные температуры во время тепловых всплесков достигают значений намного выше 40 ° C (104 ° F ), иногда повышаясь на 10 ° C (18 ° F) или более всего за несколько минут. Также задокументировано больше экстремальных явлений, когда, как сообщалось, температура превышала 50 ° C (122 ° F). Однако такие экстремальные явления никогда официально не подтверждались .
Характеристики
Как правило, всплески тепла происходят в конце весеннего и летнего сезонов. В это время грозы с воздушными массами, как правило, возникают из-за дневного нагрева и теряют свою основную энергию в вечерние часы. Из-за потенциального повышения температуры тепловые всплески обычно происходят ночью, хотя они также регистрировались и в дневное время. Продолжительность тепловых всплесков может варьироваться от пары минут до нескольких часов. Явление обычно сопровождается сильными порывистыми ветрами, резкими перепадами температуры и резким понижением влажности . Они могут произойти ближе к концу ослабления грозовой грозы. Во время шторма также могут присутствовать сухой воздух и низкая температурная инверсия .
Причины
Считается, что тепловые всплески вызываются механизмом, аналогичным механизму выбросов вниз . Когда гроза утихает, слой облаков начинает подниматься. После того, как облака поднялись, остается слой, охлажденный дождем. Кластер выпускает поток ненасыщенного воздуха вниз к земле. При этом система теряет все топливо, связанное с восходящим потоком . Капли дождя начинают испаряться в сухой воздух, что усиливает эффект теплового выброса (испарение охлаждает воздух, увеличивая его плотность). Когда ненасыщенный воздух опускается на более низкие уровни атмосферы, давление воздуха увеличивается. Спускающийся воздушный пакет нагревается со скоростью адиабатического градиента в сухом состоянии примерно 10 ° C на 1000 метров (5,5 ° F на 1000 футов) спуска. Теплый воздух из кластера заменяет прохладный воздух на земле. Эффект похож на то, как кто-то обрушивает лужу воды.
4 марта 1990 года Национальная метеорологическая служба в Гудленде, штат Канзас , обнаружила ослабленную систему, содержащую небольшие ливневые и снежные ливни. Затем последовали порывистые ветра и повышение температуры. Обнаружение подтвердило, что тепловые всплески могут происходить как в летние, так и в зимние месяцы, а также что ослабление грозы не было необходимым для развития теплового выброса.
Прогнозирование
Первый шаг в прогнозировании и подготовке к тепловым всплескам - это распознавание событий, которые им предшествуют. Дождь из облака с высокой конвекцией опускается ниже уровня облаков и испаряется, охлаждая воздух. Посылки с воздухом, которые холоднее окружающей среды, опускаются на высоту. Наконец, преобразование температуры в сочетании с нисходящим движением продолжается вниз, пока воздух не достигнет земли. Затем воздушные посылки становятся теплее, чем их окружающая среда.
Макферсон, Лейн, Кроуфорд и Макферсон-младший исследовали систему теплового выброса в сети Oklahoma Mesonet , которая принадлежит как Университету Оклахомы, так и Государственному университету Оклахомы . Целью их исследования было выявить любые технологические преимущества и проблемы в обнаружении тепловых всплесков, задокументировать время дня и года, в которое наиболее вероятно возникновение тепловых всплесков, и изучить топографию мест, где тепловые всплески наиболее вероятны. в Оклахоме.
Ученые и метеорологи используют архивные данные для ручного изучения данных, которые выявили 390 дней с потенциальными тепловыми выбросами в течение пятнадцатилетнего периода. Изучая архивные данные, они заметили, что в 58% потенциальных дней наблюдались проходы по сухим линиям , фронтальные проходы или изменение температуры из-за увеличения солнечной радиации в утренние часы или дневной погодной системы с осадками.
Изучая архивные данные, ученые могут определить начало, пик и конец теплового выброса. Пик условий теплового выброса - это максимальная наблюдаемая температура. Начало теплового выброса - это время, в течение которого температура воздуха увеличивается, не снижаясь до достижения пика; окончание теплового выброса - это когда система перестает влиять на температуру и точку росы в помещении.
Помимо исследования жизненного цикла и характеристик тепловых всплесков, группа ученых пришла к выводу, что топография Оклахомы совпала с изменением влажности атмосферы между северо-западом и юго-востоком Оклахомы. Увеличение конвекции обычно происходит над Высокими равнинами Соединенных Штатов в конце весны и летом. Они также пришли к выводу, что более сильное усиление конвекции развивается, если подъемный механизм в средней тропосфере взаимодействует с приподнятым влажным слоем.
Документированные случаи
| Дата | Место нахождения | Температура ° F / ° C (начальная) | Температура ° F / ° C (окончательная) | Разница (макс.) | Использованная литература) |
|---|---|---|---|---|---|
| 22 июня 2021 г. | Литтлтон, Колорадо | 72 ° F (22 ° C) | 88 ° F (31 ° C) | 16 ° F | NWS Boulder Tweet История новостей KDVR |
| 13 июня 2021 г. | Фриона, Техас | 70 ° F (21 ° C) | 88,1 ° F (31,2 ° C) | 18 ° F | |
| 4 июнь 2020 | Эдмонд, Оклахома | N / A | 97 ° F (36 ° C) | N / A | |
| 25 июля 2019 г. | Донна Нук , Линкольншир, Англия | 71,6 ° F (22,0 ° C) | 89,6 ° F (32,0 ° C) | 18 ° F | |
| 16 июля 2017 г. | Чикаго, Иллинойс | 72 ° F (22 ° C) | 79 ° F (26 ° C) | 7 ° F | |
| 16 июля 2017 г. | Чикаго, Иллинойс | 73 ° F (23 ° C) | 81 ° F (27 ° C) | 8 ° F | |
| Июль 2016 г. | Хобарт, Оклахома | 80,6 ° F (27,0 ° C) | 105,8 ° F (41,0 ° C) | 25,2 ° F | |
| Июль 2014 г. | Калгари , Альберта | 79 ° F (26 ° C) | 84 ° F (29 ° C) | 5 ° F | |
| 31 июля 2014 г. | Калгари , Альберта | 79 ° F (26 ° C) | 84 ° F (29 ° C) | 5 ° F | |
| Январь 2014 | Мельбурн , Виктория | 85,8 ° F (29,9 ° C) | 102 ° F (39 ° C) | 16,2 ° F | |
| 75,6 ° F (24,2 ° C) | 90,5 ° F (32,5 ° C) | 14,9 ° F | |||
| 79,9 ° F (26,6 ° C) | 92,5 ° F (33,6 ° C) | 12,6 ° F | |||
| 92,5 ° F (33,6 ° C) | 97,5 ° F (36,4 ° C) | 5 ° F | |||
| 11 июня 2013 г. | Гранд-Айленд, Небраска | 74,2 ° F (23,4 ° C) | 93,7 ° F (34,3 ° C) | 19,5 ° F | |
| 15 мая 2013 | Дэйн Каунти, Висконсин | N / A | N / A | 10 ° F | |
| 14 мая 2013 | Северная Дакота | 58 ° F (14 ° C) | 79 ° F (26 ° C) | 21 ° F | |
| 1 июля 2012 г. | Джорджтаун, Южная Каролина | 79 ° F (26 ° C) | 90 ° F (32 ° C) | 11 ° F | |
| 3 мая 2012 г. | Бусси, Айова | 74 ° F (23 ° C) | 85 ° F (29 ° C) | 11 ° F | |
| 29 апреля 2012 г. | Торси, Сена и Марна , Франция | 56,1 ° F (13,4 ° C) | 75 ° F (24 ° C) | 18,9 ° F | |
| 23 августа 2011 г. | Атлантик, Айова | 88 ° F (31 ° C) | 102 ° F (39 ° C) | 14 ° F | |
| 3 июля 2011 г. | Индианаполис, Индиана | N / A | N / A | 15 ° F | |
| 9 июня 2011 г. | Уичито, Канзас | 85 ° F (29 ° C) | 102 ° F (39 ° C) | 17 ° F | |
| 29 октября 2009 г. | Буэнос-Айрес, Аргентина | 87,8 ° F (31,0 ° C) | 94,2 ° F (34,6 ° C) | 6,4 ° F | |
| 26 апреля 2009 г. | Полуостров Дельмарва | 68 ° F (20 ° C) | 87 ° F (31 ° C) | 19 ° F | |
| 18 августа 2008 г. | Эдмонтон , Альберта | 72 ° F (22 ° C) | 88 ° F (31 ° C) | 16 ° F | |
| 3 августа 2008 г. | Су-Фолс, Южная Дакота | 70 ° F (21 ° C) | 101 ° F (38 ° C) | 31 ° F | |
| 26 июня 2008 г. | Козад, Небраска | N / A | N / A | 20 ° F | |
| 16 июня 2008 г. | Мидленд, Техас | 71 ° F (22 ° C) | 97 ° F (36 ° C) | 26 ° F | |
| 25 мая 2008 г. | Эмпория, Канзас | 71 ° F (22 ° C) | 91 ° F (33 ° C) | 20 ° F | |
| 16 июля 2006 г. | Кэнби, Миннесота | N / A | 100 ° F (38 ° C) | N / A | |
| 20 июня 2006 г. | Гастингс, Небраска | 75 ° F (24 ° C) | 94 ° F (34 ° C) | 19 ° F | |
| 12 июня 2004 г. | Уичито-Фолс, Техас | 83 ° F (28 ° C) | 94 ° F (34 ° C) | 11 ° F | |
| Май 1996 г. | Чикаша, Оклахома | 87,6 ° F (30,9 ° C) | 101,9 ° F (38,8 ° C) | 14,3 ° F | |
| Май 1996 г. | Ниннека, Оклахома | 87,9 ° F (31,1 ° C) | 101,4 ° F (38,6 ° C) | 13,5 ° F | |
| 2 июля 1994 г. | Барселона , Испания | N / A | N / A | 23 ° F | |
| Август 1993 г. | Барселона , Испания | N / A | N / A | 23 ° F |