Нисходящая тяга заднего бока - Rear flank downdraft

Циркуляция воздуха при грозе суперячейки, включая нисходящий поток с тыла

Задняя боковая поверхность нисходящая ( RFD ) представляет собой область сухого воздуха обертки вокруг задней части мезоциклона в суперячейке грозе. Считается, что эти области нисходящего воздуха играют важную роль в возникновении многих сверхклеточных торнадо . Сильный град в нисходящем потоке с заднего бока часто ярко проявляется в виде крюка на изображениях метеорологического радиолокатора , производя характерное эхо-сигнал от крюка , который часто указывает на присутствие торнадо.

Формирование

Нисходящий поток с задней стороны может возникать из-за отрицательной плавучести , которая может быть вызвана аномалиями холода в задней части грозовой суперячейки за счет испарительного охлаждения осадков или таяния града , или нагнетания сухого и более холодного воздуха в облако, а также из-за вертикальных возмущений. градиенты давления, которые могут возникать из-за вертикальных градиентов вертикальной завихренности, стагнации потока окружающей среды при восходящем потоке и возмущений давления из-за колебаний вертикальной плавучести (которые частично возникают из-за гидростатических эффектов).

Возмущения вертикального давления 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. Можно наблюдать чистую 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. RFD, возникающий при адиабатическом нагревании сухого воздуха, может производить более теплые наблюдения из RFD на поверхности.

Термодинамические характеристики

RFD могут представлять собой чистую щель, охватывающую не менее двух третей пути вокруг торнадо , но чистая щель не всегда очевидна в случаях, когда присутствует RFD. Во многих документах указывается, что в RFD существуют превышения поверхностного давления до нескольких миллибар. Некоторые результаты показали, что в RFD эквивалентная потенциальная температура (θe) холодна по отношению к притоку. Более того, самые низкие значения потенциальной температуры (θw) по влажному термометру, наблюдаемые на поверхности, были в пределах RFD. Однако есть также наблюдения за теплым воздухом с высоким θe внутри RFD.

Отличие от прямого фланга нисходящего течения

По сравнению с нисходящим потоком с переднего бока (FFD) нисходящий поток с заднего бока (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. FFD, напротив, приводится в движение атмосферными 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, связанное с этим эхом, было частью вспышки торнадо в мае 2003 года .

Ассоциация с эхом крючка

Нисходящие нисходящие потоки с задней стороны имеют хорошо известную ассоциацию с отголосками от крюка. Во-первых, первоначальный нисходящий поток через задний фланг - это воздух, переносимый с высоты на поверхность, сталкиваясь и смешиваясь с штормом. Во-вторых, крючковые эхо-сигналы формируются за счет переноса осадков с тыла основного эхо-сигнала вокруг области сильного восходящего потока. Таким образом, осадки и охлаждение за счет испарения, вызванные эхосигналом 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 нисходящие потоки с задней стороны, особенно те, которые связаны с эхом от крюка, принципиально важны для образования торнадо (торнадогенез). В 1975 году Тед Фуджита возникла рециркуляции гипотезу о tornadogenesis: Во- первых, нисходящий поток воздуха рециркулируют в (развивающихся) торнадо, что приводит к заметной конвергенции на задней стороне (все еще развивающихся) торнадо. Тогда передача углового момента вниз за счет осадков и рециркуляция воздуха в торнадо создадут тангенциальное ускорение, необходимое для усиления торнадо в качестве петли 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 крюка и RFD, что может служить основой для гипотезы рециклинга Фудзиты . Кроме того, наблюдения за чистой щелью во время и непосредственно перед стадией торнадо предполагают, что воздух, проникающий в торнадо, может поступать из RFD.

Обычно возникновение большой вертикальной завихренности вблизи поверхности в среде, необходимой для торнадогенеза , приписывают нисходящему потоку . Однако торнадо могут возникать при отсутствии нисходящего потока в средах, содержащих уже существующую вертикальную завихренность на поверхности, например, в некоторых случаях несверхъячейкового торнадогенеза.

Нисходящий поток может иметь следующие роли в приземном мезоциклогенезе:

  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

Библиография