Seitsemän mahtavaa säätapahtumaa ja niiden aiheuttamia tapahtumia

Seitsemän mahtavaa säätapahtumaa ja niiden aiheuttamia tapahtumia

Sää saattaa tuntua siltä, ​​että se luo viikkoja vihamielistä, harmaata hohtoa. Mutta se voi myös tuoda todella aistillisen - ja usein myös tappavan - näyttelyn. Mutta mikä selittää nämä räjähtävät tapahtumat?

Maapallon ilmapiiriä ohjaa auringon lämmitys. Sää on ilmakehän vastaus epätasaiselle lämpöenergian mallille. Näkyvä ja ultraviolettivalo lämmittää maapalloa päivän aikana, voimakkaammin matalilla leveysasteilla, mutta maa säteilee lähes täsmälleen saman määrän infrapunasäteilyä kaikkiin suuntiin.

Maa saa keskimäärin 340 W m-2 Sunista. Noin kolmasosa tästä energiasta on hajallaan suoraan takaisin avaruuteen pilvillä ja jään pinnalla. Pinta ja ilmakehä imeytyvät jäljellä olevan energian, joka vastaa suurelta osin yhtä suurta kuin jokaisen 2m-säteilijän sijoittamista maapalloa peittävään ja jatkuvasti juoksevaan hilaan.

Mutta Sunin voima keskittyy päivän puolelle ja erityisesti päiväntasaajan lähelle. Keskimäärin ilmapiiri ja pinta imeytyä 300 W m: n yli-2 tropiikissa, mutta vähemmän kuin 100 W m-2 polaarisilla alueilla. Päiväntasaajan maapinta on päin päin Sunin valoon, mutta suurella kulmalla sitä lähellä napoja, joissa sama teho laskee suuremman pinta-alan yli.

sää 1 11 22 Aurinko: jossa kaikki alkaa NASA / Goddard / SDO / flickr, CC BY

Maapallon lämpötila ei näytä äärimmäisiä vaihteluja, jotka vaihtelevat vähemmän kuin 50 ° C: n välillä Equatorin ja korkeiden leveysasteiden välillä, paljon vähemmän kuin elimistössä, kuten kuu. Tämä johtuu siitä, että ilmapiiri (ja hieman vähäisemmässä määrin valtameret) kuljettaa lämpöä lämpimästä viileämpiin alueisiin. Ilmakehän lämpöliikenteen huiput noin 5 PW: ssä (5 petaWatts tai 5 × 1015 W). Kontekstin osalta suurin ydinvoimala on kapasiteetti 8 GW (8 × 109 W) ja ihmisten nykyisessä muodossaan kuluttama kokonaisteho on tällä hetkellä arvioidaan on 18 TW (1.8 × 1013 W), 250-kertaa vähemmän.

Tämä valtava virtalähde on se, joka ajaa maan ilmakehän ja valtamerien lämpömoottoria ja siitä johtuvat lämpimän ilman liikkeet viileämpiin alueisiin. Matkaa pitkin energia muuntuu moniin muuhun muotoon, ja maan kierto vaikuttaa voimakkaasti säämuotoon, erityisesti keski-leveysasteilla. Täällä lämmönsiirron ensisijaiset välineet muuttuvat pitkittäissymmetrisestä yli-kääntymisestä Hadley Cells aaltoileviin liikkeisiin, joiden pinnan ilmentyminen on tuttuja korkean ja matalan paineen sääjärjestelmiä.

sää 2 11 22Jet stream cirrus. LPI / NASA http://www.lpi.usra.edu/publications/slidesets/clouds/slide_2.html

Jet-virrat ovat erittäin kapeita nauhoja (muutaman kilometrin syvyys ja ehkä 100km leveä) nopeasti liikkuvasta ilmasta, joka ympyrää maapalloa ja muodostaa lämpimämmän ja kylmemmän ilman massan rajan noin 10 km: n korkeudessa. Suihkuvirran ytimessä tuulet voivat saavuttaa 200 km km-1 ja hämmästyttävä 656 km hr-1 on kirjattu ulkoisen Hebridin yli joulukuussa 1967. Näiden keskittyneiden tuulien sijainti on välttämätöntä lentoreittien suunnittelussa ja älykäs käyttö on syy siihen, että länteen itään itään on nopeampaa kuin käänteinen matka.

Suihkuvirta, joka vaikuttaa eniten säähän, on pohjoinen polaarisuihku joka mutkittelee eri reitillä ja ohjaa sääjärjestelmien kulkua ympäri maailmaa, mikä voi johtaa joukko myrskyjä ja tulvia. Kun vesisuihku virtaa etelään, kylmä polaarinen ilma laskee, kun se käyrät pohjoiseen, lämmin ilma ja vakiintunut sää voivat aiheuttaa.

sää 3 11 22 Hurrikaani Katrina huippuintensiteetillä Meksikonlahdella 28in elokuussa 2005. NASA http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=74693

Trooppiset syklonit, Joka tunnetaan paremmin nimellä hurrikaanit Amerikassa ja taifuunit Kaukoidässä, ovat massiivisesti tuhoisia sääilmiöitä, jotka alemmilla leveysasteilla alkavat heikompina, matalapaineisina sääjärjestelminä. Trooppiset syklonit muodostavat erittäin lämpimät meret, tyypillisesti loppukesällä ja syksyllä kummallakin pallonpuoliskolla. Kun ne tehostuvat, ne johtuvat piilevästä energian vapautumisesta vesihöyrystä, joka tiivistyy muodostamaan korkeat myrskypilvet.

Tuulen nopeus on yli 200 km h-1 on kirjattu myrskyn keskipisteen ympärille, mutta tuhoutuminen johtuu pääasiassa tulvista, jotka johtuvat meren pinnan korkeuden noususta ja voimakkaasta sateesta. Yhdistyneen kuningaskunnan keskimääräinen vuotuinen sademäärä voi laskea alle kahden tunnin kuluessa myrskyn silmien ympäriltä.

1970-Bhola-sykloni oli yksi aikojen pahimmista luonnonkatastrofeista, joka tappoi puolet miljoonaa ihmistä Bangladeshissa ja Länsi-Bengalissa suurelta osin tällaisen tulvan seurauksena, mutta se oli kaukana voimakkaimmasta trooppisesta syklonista, joka oli suhteellisen kohtuullinen Luokka 3. Voimakkaimpia, luokka 5, myrskyjä ovat hirmumyrsky Katrina 2005issa, joiden tuulet ovat yli 280 km h-1.

sää 4 11 22http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Occluded_mesocyclone_tornado5_-_NOAA.jpg/flickr, CC BY tornadot ovat pienempiä, väkivaltaisia ​​pyörremyrskyjä, jotka voivat muodostaa kumulonimbus-myrskyn pilven alla, joka on voimakkaan pystysuuntaisen konvektion alue. Vortexin keskelle muodostuu suppilon pilvi, vaikka voimakkaat tuulet kiertävät paljon sen ympärillä. Äärimmäisimmät tuulet ovat lähes 500 km h-1ja aiheuttaa äärimmäisiä vahinkoja niiden polun varrella.

Det Tri-State Tornado Maaliskuun 1925, oli pisin polku pituus kirjataan yli 350km ja tappoi 695 ihmisiä Mississippi River Valley, USA. Se oli osa taudinpurkausta, jossa kuolemantapausten määrä oli 747: n kokonaismäärä, mutta vaikka se ylitti huhtikuussa 1989: n. Daulatpur – Saturia tornado Bangladeshissa, kun enemmän kuin 1,300-ihmisiä kuoli ja 80,000 jätettiin kodittomiksi.

Pölymyrskyt esiintyy monissa osissa maailmaa ja voi kuljettaa hiekkaa ja hienompia mineraalirakeita yhdestä mantereesta toiseen. Pohjois-Afrikassa nämä myrskyt tunnetaan nimellä haboobs, ja niitä usein käynnistävät ukkosmyrskyt. Samanlaisia ​​myrskyjä esiintyy Amerikan ja Aasian kuivemmissa osissa. Haboobs voi saavuttaa yli 1km: n korkeuksia, jotka kattavat tuhansia kilometrejä2 ja kestää tunteja, pölyinen pöly absorboi auringonvaloa, lämpenee ilmaa ja tehostaa tuulet myrskyn reunalla.

Maapallolla vesipisarat tuovat esiin hienojakoisempia pölyjyviä, lopulta poistavat ne ja rajoittavat myrskyn kasvua, mutta Marsissa, joka on paljon kuivempi, jotkut pölyn myrskyt voivat lopulta peittää planeetan.

sää 5 11 22Arizonassa pölyäsi. NASA http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/2005_dust_devil.html

Pölyhullut ovat pieniä konvektiivisia viipaleita, jotka näkyvät pinnan nostamasta pölystä. Niitä ohjaavat myös lämpöenergia, jossa viileämpi ilmapiiri on kosketuksissa lämpimän pinnan kanssa. Tämä on yleisimpiä aavikkomaisilla alueilla, mutta ne voivat tapahtua myös lauhkeassa ilmastossa, ja kirkkaalla valaistulla vuoristolla on tallenteita "lumen paholaisista". Maapallolla he saattavat saavuttaa 1km korkeita ja ehkä 10-metrejä halkaisijaltaan; Marsissa niitä on nähty paljon laajemmassa koossa, 20km korkea ja 200 metriä ja näkyvät monissa kuvissa kiertävältä avaruusalukselta.

sää 6 11 22Valtion maatila / flickr, CC BYsalama on yleinen ilmiö maapallon ilmakehässä, joka esiintyy vahvan vertikaalisen konvektion alueilla. Tietoja 2,000in ukkosta on aktiivinen milloin tahansa. Salama-alueen kapean keskikohdan ilma voi saavuttaa lyhyen 30,000 ° C: n, joka on viisi kertaa korkeampi kuin Sunin pinta. Äänen ääni tulee lämmitetyn ilman nopeasta laajenemisesta, ja iskevät puut ovat kirjaimellisesti puhaltaa toisistaan, koska niiden sisällä oleva vesi kiehuu välittömästi.

Hail liittyy yleensä ukkosmyrskyihin ja on myös lämmin sää, konvektiivinen ilmiö. Ihmiset pitävät rahtia usein talvitapahtumana, mutta loppukeväästä ja kesästä on ainoa kerta, kun todellista raekuuroa esiintyy Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Kun ilmassa on voimakkaita nousuja, raekivet voivat saavuttaa hyvin suuria kokoja, jopa 20cm halkaisijaltaan, ja se voi painaa lähes 1 kg. Raekuurot voivat olla todella tappavia ja valitettavasti on olemassa satoja kuolemantapauksia. Mahdollisimmin kuolemantapahtuma kuoli yli 230-ihmisiä ja 1,600-karjaa Uttar Pradeshissa, Pohjois-Intiassa huhtikuussa 1888, ja siellä on kirjoitettu kirjaa kuolemantapauksista Warwickshiressä, Englannissa jo toukokuussa 1411.

AuthorConversation

lewis stephenStephen Lewis, fyysisten tieteiden lehtori, Avoin yliopisto. Tutkimuksen etuja ovat planeetan ilmakehän mallinnus, erityisesti dynaamisen meteorologian ja ilmastoprosessien vertailevat tutkimukset eri planeeteilla. Tähän liittyy lähinnä suuria numeerisia malleja planeettakehässä.

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Aiheeseen liittyvä kirja:

{AmazonWS: searchindex = Books; avainsanoja = 1585748579; maxresults = 1}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}