Тепловой выброс

редактировать

В метеорологии тепловой выброс - это редкое атмосферное явление, характеризующееся порывистыми ветрами. наряду с быстрым повышением температуры и уменьшением точки росы (влажность). Тепловые всплески обычно происходят в ночное время и связаны с затухающими грозами.

Хотя это явление до конца не изучено, предполагается, что это событие происходит, когда дождь испаряется (virga ) в пакет 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, подобно нисходящему потоку.

. Зарегистрированные температуры во время тепловых ударов достигли значительно выше 40 ° C. (104 ° F ), иногда повышаясь на 10 ° C (18 ° F) или более всего за несколько минут. Также задокументировано больше экстремальных явлений, когда температуры превышали 50 ° C (122 ° F). Однако такие экстремальные явления никогда не были официально подтверждены. Тепловые выбросы также характеризуются чрезвычайно сухим воздухом и иногда связаны с очень сильными, даже разрушительными ветрами.

Содержание

1 Характеристики
2 Причины
3 Прогнозирование
4 Документированные случаи
5 См. Также
6 Ссылки
7 Внешние ссылки

Характеристики

В общем, всплески тепла происходят в конце весеннего и летнего сезонов. В это время грозы, как правило, возникают из-за дневного отопления и теряют свою основную энергию в вечерние часы. Из-за возможного повышения температуры в ночное время обычно происходят тепловые выбросы; однако были зарегистрированы тепловые всплески и в дневное время. Всплески тепла длились от пары минут до нескольких часов. Редкое явление обычно сопровождается сильными порывистыми ветрами, резкими перепадами температуры и резким понижением влажности. Они происходят ближе к концу ослабевающей грозовой грозы. Сухой воздух и низкоуровневая инверсия также присутствуют во время шторма.

Причины

Когда гроза начинает рассеиваться, слой облаков начинает подниматься. После того, как слой облаков поднялся, остается слой, охлажденный дождем. Кластер выстреливает потоком ненасыщенного воздуха вниз к земле. При этом система теряет все топливо, связанное с восходящим потоком. Капли дождя начинают испаряться в сухой воздух, что подчеркивает эффекты тепловых всплесков (испарение охлаждает воздух, увеличивая его плотность). По мере опускания ненасыщенного воздуха давление воздуха увеличивается. Спускающийся воздушный пакет нагревается с адиабатической скоростью градиента в сухом состоянии, составляющей 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 последовал порывистый ветер и повышение температуры. Наблюдали тепловую вспышку. Обнаружение подтвердило, что всплески тепла могут происходить как в летние, так и в зимние месяцы. Это событие также доказало, что для развития тепловых всплесков не нужна была ослабляющая гроза.

Тепловые всплески - это разновидности тепловых всплесков.

Прогнозирование

Первым шагом прогнозирования и подготовки к тепловым всплескам является распознавание событий, которые происходят до тепловых всплесков. Дождь из облака с высокой конвекцией падает ниже уровня облаков и испаряется, охлаждая воздух. Воздушные посылки, которые холоднее окружающей среды, падают. И, наконец, преобразование температуры в сочетании с нисходящим движением продолжается вниз, пока воздух не достигнет земли. Затем воздушные пакеты становятся теплее, чем их окружение. Макферсон, Лейн, Кроуфорд и Макферсон-младший исследовали систему теплового выброса в Oklahoma Mesonet, принадлежащем Университету Оклахомы и Государственному университету Оклахомы. Целью их исследования было выявить любые технологические преимущества и проблемы в обнаружении тепловых всплесков, задокументировать время дня и года, в которые чаще всего происходят тепловые всплески, а также изучить топографию мест, где тепловые всплески чаще всего происходят в Оклахоме. Ученые и метеорологи используют архивные данные для ручного изучения данных, которые выявили 390 дней с потенциальными тепловыми всплесками за пятнадцатилетний период. Изучая архивные данные, они заметили, что в 58% возможных дней были сухие линии, лобные проходы или изменение температуры. Изменение температуры произошло 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, когда температура воздуха начала повышаться, не снижаясь до тех пор, пока не наступит тепловой выброс. 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 совпадает с изменением влажности атмосферы между северо-западом и юго-востоком Оклахомы. Увеличение конвекции обычно происходит над Высокими равнинами США 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.

Задокументированные случаи

Эдмонд, Оклахома, 4 июня 2020 г.: в 10:17 пополудни, температура резко поднялась до 97 ° F (36 ° C), при этом окружающие показания были около 80 ° F (27 ° C)
Донна Нук Линкольншир, Англия, 25 июля 2019 г.: около 10 : 20:00, температура повысилась на 10 ° C с 22 ° C и на короткое время составила 32 ° C. Во время июльской волны тепла в Европе

Нидерланды, 26 июля 2020 года: в 2 часа ночи температура поднялась до 32 градусов по Цельсию

Хобарт, Оклахома, 6–7 июля 2016 года: Температура повысилась с 80,6 ° F (27,0 ° C) незадолго до 23:00 CDT 6 июля до 105,8 ° F (41,0 ° C) в 12:15 CDT 7 июля.
Калгари, Альберта, 30 июля 2014 г.: между 22:00 29 июля и 12:00 30 июля точка росы упала с 12 ° C (54 ° F) до 0 °. C (32 ° F), порывы юго-западного ветра со скоростью 85 километров в час (53 миль в час) в аэропорту. Между тем, ртуть поднялась с 26 ° C (79 ° F) до 29 ° C (84 ° F). 31 июля 2014 г.: около 21:30 начался второй всплеск жары; при порывах ветра до 67 километров в час (42 мили в час), точка росы падает с 10 ° C (50 ° F) до 0 ° C (32 ° F), а температура поднимается с 26 ° C (79 ° F) до 29 ° C (84 ° F)
Мельбурн, Виктория, 14–15 января 2014 г.: После очень жаркого дня затихающие грозы вызвали тепловую вспышку над западными пригородами город, но затрагивает большую часть городской территории. В 22:50 Лавертон зафиксировал порыв ветра со скоростью 102 км / ч (55 узлов; 63 миль / ч), за которым последовало повышение температуры с 29,9 до 38,9 ° C (от 85,8 до 102,0 ° F) всего за в течение часа, в то время как станция Cerberus зафиксировала повышение с 24,2 до 32,5 ° C (от 75,6 до 90,5 ° F) за 30 минут, а позже зафиксировала второе повышение с 26,6 до 33,6 ° C (с 79,9 до 92,5 ° F).) за 46 минут. Основная метеостанция Мельбурна зафиксировала меньшее повышение с 33,6 до 36,4 ° C (от 92,5 до 97,5 ° F) за 90 минут.
Гранд-Айленд, Небраска, 11 июня 2013 г.: Температура подскочила с 74,2 ° F (23,4 ° F). C) до 93,7 ° F (34,3 ° C) за 15 минут с 2:57 до 3:12
округ Дейн, штат Висконсин, 15 мая 2013 г.: Национальная метеорологическая служба сообщила о почти 10 ° F ( 5,3 ° C) повышение температуры, которое совпало с устойчивыми ветрами.
Южная Дакота, 14 мая 2013 г.: Несколько «тепловых всплесков» или гибридных порывов ветра, вызванных «тепловыми выбросами / слабым следом», наблюдались в некоторых частях северо-восточной части Южной Дакоты. Между 7:00 AM CDT и 8:00 AM CDT температура повысилась с 58 ° F (14 ° C) до 79 ° F (26 ° C), а сильный ветер достиг 57 миль в час (92 км / ч).
Джорджтаун, Южная Каролина, 1 июля 2012 г.: с 21:00 до 22:30 температура повысилась с 79 ° F (26 ° C) до 90 ° F (32 ° C), а точка росы упала. от 59 ° F (15 ° C) до 45 ° F (7 ° C).
Бусси, штат Айова, 3 мая 2012 г.: температура резко упала с 74 ° F (23 ° C) до примерно 85 ° 29 ° C, а пиковые порывы ветра подскочили с 15 до 60 миль в час.
Торси, Сена и Марна, 29 апреля 2012 г.: в то время как область низкого давления переместилась с юго-запада Франция к северо-западу, ветер внезапно усилился с 22:00 до полуночи в районах к югу от Парижа. На станции Торси (Сена-и-Марна) скорость ветра превышала 45 км / ч (28 миль / ч), порывы ветра достигали 110 км / ч (69 миль / ч). В то же время температура повысилась с 13,4 ° C (56,1 ° F) в 23:00 до 24 ° C (75 ° F) в полночь. Вертикальный температурный профиль был аналогичен профилю, наблюдаемому во время сухих нисходящих порывов, с очень сильной спиральностью (700 м² / с²) и сильным сдвигом (60 kn ), но только со слабой нестабильностью (уровни CAPE от 100 до 200 Дж / кг). В этом районе не было гроз, однако сообщалось о небольшом дожде (из-за испарения в сухом пограничном слое на нижнем уровне). Другие станции в этом районе также испытали это явление, но не так драматично, как в Торси.
Атлантика, Айова, 23 августа 2011 г.: Наблюдение в Атлантике AWOS в 19:25 по местному времени. имел температуру 102 ° F (39 ° C) и точку росы 7 ° F (-14 ° C). Три наблюдения до этого (18:55), температура составляла 88 ° F (31 ° C), а точка росы - 64 ° F (18 ° C). Тем не менее, точка росы 7 ° F (-14 ° C) считается неправильной, поскольку станции AWOS, как известно, имеют проблемы с точками росы в условиях низкой влажности. Также сообщалось о разрозненном ветре, связанном с тепловыми всплесками, с одним наблюдением ветра на высоте 60 миль в час (97 км / ч).
Индианаполис, Индиана, 3 июля 2011 г.: наблюдения около 1:30 утра по восточному времени в указанной области температура повысилась, а точка росы упала почти на 15 ° F (8 ° C) менее чем за час, в результате чего относительная влажность упала почти на 40-50 процентных пунктов. Ветры быстро усилились, с порывами до 50 миль в час (80 км / ч). Один сотрудник NWS Indianapolis сообщил, что садовая мебель его соседа оказалась на его заднем дворе. На площадке наблюдения в аэропорту Игл-Крик (KEYE) лучше всего наблюдались изменения температуры, точки росы и давления. На площадке в международном аэропорту Индианаполиса (KIND) наблюдались самые сильные порывы ветра, связанные с тепловым всплеском.
Уичито, Канзас, 9 июня 2011 г.: Температура повысилась с 85 до 102 ° F (29–39 ° C) между 12:22 и 12:42. Тепловой выброс вызвал некоторый ущерб от ветра (40–50 миль в час или 64–80 км / ч), и местные жители сообщили об этом явлении на метеостанции.
Буэнос-Айрес, Аргентина, 29 октября 2009 г.: После дня чрезвычайно высокие и необычные температуры, которые достигли максимума более 93,9 ° F (34,4 ° C) (температура воздуха 101,6 ° F (38,7 ° C)), в конце полуночи температура поднялась с 87,8 до 94,2 ° F (31,0-34,6 ° C) в материи минут при порывах ветра более 37 миль в час (60 км / ч)
Полуостров Дельмарва, 26 апреля 2009 г.: Температура повысилась с 20 до 31 ° C (68–87 ° F) между 22:00 и 2 часа ночи после серии всплесков тепла на Восточном берегу. Сообщалось о двузначном повышении температуры с 1:00 до 2:00 в Солсбери, Мэриленд (+13), Оушен-Сити, Мэриленд (+11) и Уоллопс-Айленд, Вирджиния (+10).
Эдмонтон, Альберта 18 августа 2008 г.: 23:00 (MST) Вечером температура снизилась после максимума 34,4 ° С (93,9 ° F). Грозы образовались на юго-западе вдоль предгорий и двигались на восток-северо-восток. К 22:37 в аэропорту Центр города Эдмонтон температура составляла 22 ° C (72 ° F), точка росы - 16 ° C (61 ° F), небольшой дождь из-за грозы, проходящей над городом. Около 23:00 в аэропорту были зафиксированы сильные порывы ветра со скоростью от 37 до 57 километров в час (от 23 до 35 миль в час). Температура быстро поднялась до 31 ° C (88 ° F) и понизила точку росы до 10 ° C (50 ° F), что длилось менее часа. Взрыв был вызван рассеиванием грозы к северу и востоку от города.
Су-Фолс, Южная Дакота, 3 августа 2008 г.: Температура быстро повысилась с 21 до 38 ° C (70 до 101 ° F) за считанные минуты. Скорость ветра также увеличивалась с порывами до 50–60 миль в час (80–97 км / ч).
Козад, Небраска, 26 июня 2008 г.: Порывы ветра достигали 75 миль в час (121 км / ч), поскольку температура поднялась на 20 ° F (11 ° C) за считанные минуты.
Мидленд, Техас, 16 июня 2008 г.: В 23:25 произошел порыв ветра со скоростью 62 миль в час (100 км / ч), и температура повысилась с 71 до 97 ° F (от 21,7 до 36,1 ° C) за несколько минут. (Эти измерения были сняты за несколько миль, и теории указывают на скорость ветра 80–100 миль в час (130–160 км / ч) в периметре из 2–3 блоков.)
Эмпория, Канзас, 25 мая 2008 г.: Сообщаемая температура подскочила с 71 до 91 ° F (21,7 до 32,8 ° C) между 4:44 и 5:11 утра (CDT) в результате ветровой активности от медленно движущейся грозы примерно в 40 милях (64 км) к юго-западу.
Кэнби, Миннесота, 16 июля 2006 г.: В Западной Миннесоте образовалась тепловая волна, поднявшая температуру Кэнби до 100 ° F (37,8 ° C) и вызывая порыв ветра 63 миль / ч (55 узлов; 101 км / ч). точка росы упала с 70 до 32 ° F (от 21 до 0 ° C) в течение одного часа.
Гастингс, Небраска, 20 июня 2006 г.: Ранним утром поверхность температура резко повысилась примерно с 75 до 94 ° F (23,9 до 34,4 ° C).
База ВВС Шеппард Уичито-Фолс, Техас, 12 июня 2004 г.: Поздним вечером температура поверхности резко повысилась. увеличилось примерно с 83 до 94 ° F (28,3 до 34,4 ° C) и вызвало порывы ветра со скоростью 72 миль в час (63 узла; 116 км / ч). точка росы упала с 70 до 39 ° F (21,1–3,9 ° C)
Миннесота и Южная Дакота, 26 марта 1998 г.: повышение температуры на 10–10%. 20 ° F (6-11 ° C) было зарегистрировано в городах Маршалл, Миннесота, Су-Фолс, Южная Дакота, Брукингс, Южная Дакота и Монтроуз, Южная Дакота в течение двухчасового периода.
Оклахома, 22–23 мая 1996 года: температура в городах Чикаша поднялась с 87,6 до 101,9 ° F (30,9–38,8 ° C) всего за 25 минут, а температура в Ninnekah поднялась с 87,9 до 101,4 ° F (31–39 ° C) за 40 минут. Кроме того, сообщалось о повреждении ветром, когда скорость ветра составляла 95 миль в час (153 км / ч) в Лотоне, 67 миль в час (108 км / ч) в Ниннеке и 63 миль в час (101 км / ч) в Чикаше..
Барселона, Испания : (4–5 августа 1993 г. и 2 июля 1994 г.) Тепловые выбросы с повышением температуры более 13 ° C / 23 ° F и порывами ветра более 44 узлов ( 51 миль в час) в аэропорту Барселона – Эль-Прат, рекордная максимальная температура в аэропорту и распространение лесных пожаров.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки