cyklon -Cyclone
| Del af en serie om |
| Vejr |
|---|
 |
 Vejrportal
|
I meteorologi er en cyklon ( / ˈ s aɪ . k l oʊ n / ) en stor luftmasse , der roterer omkring et stærkt centrum med lavt atmosfærisk tryk , mod uret på den nordlige halvkugle og med uret på den sydlige halvkugle set fra oven (modsat). til en anticyklon ). Cykloner er karakteriseret ved indadgående vinde, der roterer omkring en zone med lavt tryk . De største lavtrykssystemer er polære hvirvler og ekstratropiske cykloner af den største skala (den synoptiske skala ). Varm-kerne cykloner såsom tropiske cykloner og subtropiske cykloner ligger også inden for den synoptiske skala. Mesocykloner , tornadoer og støvdjævle ligger inden for mindre mesoskala . Øvre niveau cykloner kan eksistere uden tilstedeværelsen af en overflade lav, og kan klemme af fra bunden af den tropiske øvre troposfæriske trug i sommermånederne på den nordlige halvkugle . Cykloner er også blevet set på udenjordiske planeter, såsom Mars , Jupiter og Neptun . Cyclogenese er processen med cyklondannelse og intensivering. Ekstratropiske cykloner begynder som bølger i store områder med forbedrede temperaturkontraster mellem breddegrader kaldet barokliniske zoner . Disse zoner trækker sig sammen og danner vejrfronter, efterhånden som den cykloniske cirkulation lukker og intensiveres. Senere i deres livscyklus okkluderer ekstratropiske cykloner, da kolde luftmasser undergraver den varmere luft og bliver til kolde kernesystemer. En cyklons spor ledes i løbet af dens 2 til 6 dages livscyklus af den styrende strøm af den subtropiske jetstrøm .
Vejrfronter markerer grænsen mellem to luftmasser af forskellig temperatur , fugtighed og tæthed og er forbundet med de mest fremtrædende meteorologiske fænomener . Stærke kolde fronter har typisk smalle bånd af tordenvejr og hårdt vejr , og kan til tider gå forud for regnvejr eller tørre linjer . Sådanne fronter dannes vest for cirkulationscentret og bevæger sig generelt fra vest til øst; varme fronter dannes øst for cyklonens centrum og er normalt forudgået af stratiform nedbør og tåge . Varme fronter bevæger sig mod polen foran cyklonstien. Okkluderede fronter dannes sent i cyklonens livscyklus nær midten af cyklonen og vikler sig ofte rundt om stormcentret.
Tropisk cyklogenese beskriver processen med udvikling af tropiske cykloner. Tropiske cykloner dannes på grund af latent varme drevet af betydelig tordenvejrsaktivitet og er varm kerne. Cykloner kan skifte mellem ekstratropiske, subtropiske og tropiske faser. Mesocykloner dannes som varme kernecykloner over land og kan føre til tornadodannelse . Vandudløb kan også dannes fra mesocykloner, men udvikler sig oftere fra miljøer med høj ustabilitet og lav lodret vindforskydning . I Atlanterhavet og det nordøstlige Stillehav omtales en tropisk cyklon generelt som en orkan (fra navnet på den gamle mellemamerikanske vindgud, Huracan ), i det indiske og sydlige Stillehav kaldes den en cyklon, og i det nordvestlige Stillehav kaldes det en tyfon . Væksten af ustabilitet i hvirvlerne er ikke universel. For eksempel kan størrelsen, intensiteten, fugtkonvektion, overfladefordampning, værdien af potentiel temperatur ved hver potentiel højde påvirke den ikke-lineære udvikling af en hvirvel.
Nomenklatur
Henry Piddington udgav 40 artikler om tropiske storme fra Calcutta mellem 1836 og 1855 i The Journal of the Asiatic Society . Han opfandt også udtrykket cyklon , der betyder en slanges spole. I 1842 udgav han sin skelsættende afhandling, Laws of the Storms .
Struktur
Der er en række strukturelle karakteristika, der er fælles for alle cykloner. En cyklon er et lavtryksområde . En cyklons centrum (ofte kendt i en moden tropisk cyklon som øjet ), er området med det laveste atmosfæriske tryk i regionen. Nær midten skal trykgradientkraften (fra trykket i midten af cyklonen sammenlignet med trykket uden for cyklonen) og kraften fra Coriolis-effekten være i en omtrentlig balance, ellers ville cyklonen kollapse på sig selv som et resultat af forskellen i tryk.
På grund af Coriolis-effekten er vindstrømmen omkring en stor cyklon mod uret på den nordlige halvkugle og med uret på den sydlige halvkugle. På den nordlige halvkugle forekommer de hurtigste vinde i forhold til Jordens overflade derfor på den østlige side af en nordgående cyklon og på den nordlige side af en mod vest; det modsatte forekommer på den sydlige halvkugle. I modsætning til lavtrykssystemer er vindstrømmen omkring højtrykssystemer med uret ( anticyklonisk ) på den nordlige halvkugle og mod uret på den sydlige halvkugle.
Dannelse
Cyclogenese er udviklingen eller styrkelsen af cyklonisk cirkulation i atmosfæren. Cyclogenese er en samlebetegnelse for flere forskellige processer, der alle resulterer i udviklingen af en slags cyklon. Det kan forekomme i forskellige skalaer, fra mikroskala til synoptisk skala.
Ekstratropiske cykloner begynder som bølger langs vejrfronter, før de lukker sig senere i deres livscyklus som koldkernesystemer. Nogle intense ekstratropiske cykloner kan dog blive varmekernesystemer, når der opstår en varm afsondrethed .
Tropiske cykloner dannes som et resultat af betydelig konvektiv aktivitet og er varm kerne. Mesocykloner dannes som varme kernecykloner over land og kan føre til tornadodannelse. Vandudløb kan også dannes fra mesocykloner, men udvikler sig oftere fra miljøer med høj ustabilitet og lav lodret vindforskydning . Cyklolyse er det modsatte af cyklogenese og er højtrykssystemets ækvivalent, som omhandler dannelsen af højtryksområder - Anticyklogenese .
En lav overflade kan dannes på en række forskellige måder. Topografi kan skabe en overflade lav. Mesoskala konvektive systemer kan afføde overfladelavninger, der oprindeligt er varmkerne. Forstyrrelsen kan vokse til en bølgelignende formation langs fronten , og den lave er placeret ved toppen. Omkring det lave bliver strømmen cyklonisk. Denne rotationsstrøm bevæger polær luft mod ækvator på vestsiden af lavlandet, mens varm luft bevæger sig mod polen på østsiden. En koldfront opstår på vestsiden, mens en varmfront dannes på østsiden. Normalt bevæger koldfronten sig i et hurtigere tempo end varmfronten og "indhenter" den på grund af den langsomme erosion af luftmasse med højere tæthed ud foran cyklonen. Desuden styrker luftmassen med højere densitet, der fejer ind bag cyklonen, den kolde luftmasse med højere tryk og tættere. Den kolde front over tager den varme front, og reducerer længden af den varme front. På dette tidspunkt dannes en tillukket front , hvor den varme luftmasse skubbes opad i et trug af varm luft i vejret, som også er kendt som en trowal .
Tropisk cyklogenese er udviklingen og styrkelsen af en tropisk cyklon . De mekanismer, hvorved tropisk cyklogenese opstår, er tydeligt forskellige fra dem, der producerer cykloner på mellembreddegrad . Tropisk cyklogenese, udviklingen af en varmkernecyklon , begynder med betydelig konvektion i et gunstigt atmosfærisk miljø. Der er seks hovedkrav til tropisk cyklogenese:
- tilstrækkelig varme havoverfladetemperaturer,
- atmosfærisk ustabilitet,
- høj luftfugtighed i de nedre til midterste niveauer af troposfæren
- nok Coriolis-kraft til at udvikle et lavtrykscenter
- et allerede eksisterende lavt niveau fokus eller forstyrrelse
- lav lodret vindforskydning .
Et gennemsnit på 86 tropiske cykloner med tropisk stormintensitet dannes årligt på verdensplan, hvor 47 når orkan/tyfonstyrke, og 20 bliver til intense tropiske cykloner (mindst kategori 3-intensitet på Saffir-Simpson-orkanskalaen ).
Synoptisk skala
Følgende typer cykloner kan identificeres i synoptiske diagrammer.
Overfladebaserede typer
Der er tre hovedtyper af overfladebaserede cykloner: Ekstratropiske cykloner , subtropiske cykloner og tropiske cykloner
Ekstratropisk cyklon
En ekstratropisk cyklon er et lavtryksvejrsystem i synoptisk skala , der ikke har tropiske karakteristika, da det er forbundet med fronter og vandrette gradienter (i stedet for lodrette) i temperatur og dugpunkt ellers kendt som "barokliniske zoner".
" Ekstratropisk " anvendes på cykloner uden for troperne, på de mellemste breddegrader. Disse systemer kan også beskrives som "cykloner på midten af breddegraden" på grund af deres dannelsesområde eller "post-tropiske cykloner", når en tropisk cyklon har bevæget sig ( ekstratropisk overgang ) ud over troperne. De beskrives ofte som "depressioner" eller "lavtryk" af vejrudsigtere og den brede offentlighed. Det er de dagligdags fænomener, der sammen med anticykloner driver vejret over store dele af Jorden.
Selvom ekstratropiske cykloner næsten altid er klassificeret som barokliniske , da de dannes langs zoner med temperatur og dugpunktsgradient i de vestlige områder , kan de nogle gange blive barotrope sent i deres livscyklus, når temperaturfordelingen omkring cyklonen bliver nogenlunde ensartet med radius. En ekstratropisk cyklon kan forvandle sig til en subtropisk storm og derfra til en tropisk cyklon, hvis den dvæler over varmt vand, der er tilstrækkeligt til at opvarme sin kerne, og som følge heraf udvikler central konvektion. En særlig intens type ekstratropisk cyklon, der rammer om vinteren, er i daglig tale kendt som en nor'easter .
Polar lav
Et polar lavtryk er et lille, kortvarigt atmosfærisk lavtrykssystem (depression), der findes over havområderne mod polarfronten på både den nordlige og sydlige halvkugle. Polære lavpunkter blev først identificeret på de meteorologiske satellitbilleder, der blev tilgængelige i 1960'erne, som afslørede mange små skyhvirvler på høje breddegrader. De mest aktive polare lavpunkter findes over visse isfrie maritime områder i eller nær Arktis om vinteren, såsom Norskehavet, Barentshavet, Labradorhavet og Alaskabugten. Polære lavpunkter forsvinder hurtigt, når de går i land. Antarktiske systemer har en tendens til at være svagere end deres nordlige modstykker, da luft-havtemperaturforskellene omkring kontinentet generelt er mindre. Imidlertid kan kraftige polare lavpunkter findes over det sydlige ocean. I løbet af vinteren, når lave kulde med temperaturer i troposfærens midterste niveauer når -45 °C (-49 °F) bevæger sig over åbent vand, dannes der dyb konvektion, hvilket gør det muligt at udvikle polar lavt niveau . Systemerne har normalt en horisontal længdeskala på mindre end 1.000 kilometer (620 mi) og eksisterer ikke i mere end et par dage. De er en del af den større klasse af mesoscale vejrsystemer. Polære lavpunkter kan være vanskelige at opdage ved hjælp af konventionelle vejrrapporter og er en fare for operationer på høje breddegrader, såsom skibsfart og gas- og olieplatforme. Polære lavpunkter er blevet omtalt med mange andre termer, såsom polar mesoskala hvirvel, arktisk orkan, arktisk lav og kold luft depression. I dag er udtrykket normalt forbeholdt de mere kraftige systemer, der har en overfladenær vind på mindst 17 m/s.
Subtropisk
En subtropisk cyklon er et vejrsystem, der har nogle karakteristika af en tropisk cyklon og nogle karakteristika af en ekstratropisk cyklon . De kan dannes mellem ækvator og 50. breddegrad. Allerede i 1950'erne var meteorologerne uklare, om de skulle karakteriseres som tropiske cykloner eller ekstratropiske cykloner, og brugte udtryk som kvasitropisk og semitropisk til at beskrive cyklonhybriderne. I 1972 anerkendte National Hurricane Center officielt denne cyklonkategori. Subtropiske cykloner begyndte at modtage navne fra den officielle liste over tropiske cykloner i Atlanterhavsbassinet i 2002. De har brede vindmønstre med maksimal vedvarende vind placeret længere fra centrum end typiske tropiske cykloner og findes i områder med svag til moderat temperaturgradient.
Da de dannes af ekstratropiske cykloner, som har koldere temperaturer i vejret end normalt findes i troperne, er de krævede havoverfladetemperaturer omkring 23 grader Celsius (73 °F) til deres dannelse, hvilket er tre grader Celsius (5 °F) lavere end for tropiske cykloner. Det betyder, at der er større sandsynlighed for, at subtropiske cykloner dannes uden for orkansæsonens traditionelle grænser. Selvom subtropiske storme sjældent har orkan-styrke vinde, kan de blive tropiske i naturen, når deres kerne bliver varme.
Tropisk
En tropisk cyklon er et stormsystem kendetegnet ved et lavtrykscenter og talrige tordenvejr , der producerer kraftig vind og oversvømmende regn. En tropisk cyklon lever af varme, der frigives, når fugtig luft stiger, hvilket resulterer i kondensering af vanddamp indeholdt i den fugtige luft. De er drevet af en anden varmemekanisme end andre cykloniske vindstorme såsom nor'easters , europæiske vindstorme og polare lavpunkter , hvilket fører til deres klassificering som "varme kerne" stormsystemer.
Udtrykket "tropisk" refererer til både den geografiske oprindelse af disse systemer, som næsten udelukkende dannes i tropiske områder på kloden, og deres afhængighed af maritime tropiske luftmasser for deres dannelse. Udtrykket "cyklon" refererer til stormenes cykloniske natur, med rotation mod uret på den nordlige halvkugle og rotation med uret på den sydlige halvkugle . Afhængigt af deres placering og styrke omtales tropiske cykloner med andre navne, såsom orkan , tyfon , tropisk storm , cyklonstorm , tropisk depression eller blot som en cyklon.
Mens tropiske cykloner kan producere ekstremt kraftige vinde og voldsom regn, er de også i stand til at producere høje bølger og en skadelig stormflod . Deres vind øger bølgestørrelsen, og på den måde trækker de mere varme og fugt ind i deres system og øger derved deres styrke. De udvikler sig over store varmeområder og mister derfor deres styrke, hvis de bevæger sig over land. Dette er grunden til, at kystområder kan modtage betydelige skader fra en tropisk cyklon, mens indlandsregioner er relativt sikre mod stærk vind. Kraftig regn kan dog forårsage betydelige oversvømmelser inde i landet. Stormfloder er stigninger i havniveauet forårsaget af det reducerede tryk i kernen, der i realiteten "suger" vandet opad og fra vinde, der i realiteten "bunker" vandet op. Stormfloder kan producere omfattende kystoversvømmelser op til 40 kilometer (25 mi) fra kystlinjen. Selvom deres virkninger på menneskelige befolkninger kan være ødelæggende, kan tropiske cykloner også afhjælpe tørkeforholdene . De transporterer også varme og energi væk fra troperne og transporterer den mod tempererede breddegrader , hvilket gør dem til en vigtig del af den globale atmosfæriske cirkulationsmekanisme . Som et resultat hjælper tropiske cykloner med at opretholde ligevægt i jordens troposfære .
Mange tropiske cykloner udvikler sig , når de atmosfæriske forhold omkring en svag forstyrrelse i atmosfæren er gunstige. Andre dannes, når andre typer cykloner får tropiske egenskaber. Tropiske systemer flyttes derefter af styrevinde i troposfæren ; hvis forholdene forbliver gunstige, intensiveres den tropiske forstyrrelse og kan endda udvikle et øje . I den anden ende af spektret, hvis forholdene omkring systemet forværres, eller den tropiske cyklon lander, svækkes systemet og forsvinder til sidst. En tropisk cyklon kan blive ekstratropisk, når den bevæger sig mod højere breddegrader, hvis dens energikilde skifter fra varme frigivet ved kondens til temperaturforskelle mellem luftmasser. En tropisk cyklon anses normalt ikke for at blive subtropisk under sin ekstratropiske overgang.
.jpg)
Typer på øverste niveau
Polar cyklon
En polar , sub-polær eller arktisk cyklon (også kendt som en polar hvirvel ) er et stort område med lavtryk, der forstærkes om vinteren og svækkes om sommeren. En polær cyklon er et lavtryksvejrsystem , der normalt spænder over 1.000 kilometer (620 mi) til 2.000 kilometer (1.200 mi), hvor luften cirkulerer mod uret på den nordlige halvkugle og med uret på den sydlige halvkugle. Coriolis-accelerationen, der virker på luftmasserne, der bevæger sig mod polen i stor højde, forårsager en cirkulation mod uret i stor højde. Den polære bevægelse af luft stammer fra polarcellens luftcirkulation . Det polære lavpunkt er ikke drevet af konvektion som tropiske cykloner, og heller ikke de kolde og varme luftmasseinteraktioner som ekstratropiske cykloner, men er en artefakt af polarcellens globale luftbevægelse. Basen af det polære lavpunkt er i den midterste til øvre troposfære. På den nordlige halvkugle har polarcyklonen to centre i gennemsnit. Det ene center ligger nær Baffin Island og det andet over det nordøstlige Sibirien. På den sydlige halvkugle plejer den at være placeret nær kanten af Ross-ishylden nær 160 vestlig længde. Når polarhvirvelen er stærk, kan dens virkning mærkes ved overfladen som en vestenvind (mod øst). Når polarcyklonen er svag, opstår der betydelige kuldeudbrud.
TUTT celle
Under særlige omstændigheder kan det øvre niveau af kolde lavpunkter bryde af fra bunden af det tropiske øvre troposfæriske trug (TUTT), som er placeret midt i havet på den nordlige halvkugle i sommermånederne. Disse øvre troposfæriske cyklonhvirvler, også kendt som TUTT-celler eller TUTT-lave, bevæger sig normalt langsomt fra øst-nordøst til vest-sydvest, og deres baser strækker sig generelt ikke under 20.000 fod (6.100 m) i højden. Et svagt omvendt overfladetrug i passatvinden findes generelt under dem, og de kan også være forbundet med brede områder med høje skyer. Nedadgående udvikling resulterer i en stigning af cumulusskyer og udseendet af en overfladehvirvel. I sjældne tilfælde bliver de til tropiske cykloner med varm kerne . Øvre cykloner og de øvre trug, der følger tropiske cykloner, kan forårsage yderligere udstrømningskanaler og hjælpe med at intensivere dem. Udvikling af tropiske forstyrrelser kan hjælpe med at skabe eller uddybe øvre trug eller øvre lavninger i deres kølvand på grund af udstrømningsstrålen, der kommer fra den udviklende tropiske forstyrrelse/cyklon.
Mesoskala
Følgende typer cykloner kan ikke identificeres i synoptiske diagrammer.
Mesocyklon
En mesocyklon er en hvirvel af luft, 2,0 kilometer (1,2 mi) til 10 kilometer (6,2 mi) i diameter ( mesoskalaen af meteorologi ), inden for en konvektiv storm . Luft stiger og roterer omkring en lodret akse, normalt i samme retning som lavtrykssystemer på både den nordlige og sydlige halvkugle. De er oftest cykloniske, det vil sige forbundet med et lokaliseret lavtryksområde i en supercelle . Sådanne storme kan have stærk overfladevind og kraftig hagl . Mesocykloner opstår ofte sammen med opstrømninger i superceller , hvor der kan dannes tornadoer . Omkring 1.700 mesocykloner dannes årligt over hele USA, men kun halvdelen producerer tornadoer.
Tornado
En tornado er en voldsomt roterende luftsøjle, der er i kontakt med både jordens overflade og en cumulonimbussky eller i sjældne tilfælde bunden af en cumulussky. Også omtalt som twisters, et almindeligt udtryk i Amerika, eller cykloner, selvom ordet cyklon bruges i meteorologi, i bredere forstand, for at nævne enhver lukket lavtrykscirkulation.
Støvdjævel
En støvdjævel er en stærk, velformet og relativt langvarig hvirvelvind, der spænder fra lille (en halv meter bred og nogle få meter høj) til stor (mere end 10 meter bred og mere end 1000 meter høj). Den primære lodrette bevægelse er opadgående. Støvdjævle er normalt harmløse, men kan i sjældne tilfælde vokse sig store nok til at udgøre en trussel mod både mennesker og ejendom.
Vandhane
En vandtud er en søjleformet hvirvel, der dannes over vand, som i sin mest almindelige form er en ikke - supercelletornado over vand, der er forbundet med en kumuliform sky . Selvom det ofte er svagere end de fleste af dets landmodstykker , forekommer stærkere versioner affødt af mesocykloner .
Steam djævelen
En blid hvirvelstrøm over roligt vand eller vådt land synliggjort af opstigende vanddamp.
Ild hvirvel
En ildhvirvel - også i daglig tale kendt som en ilddjævel, ildtornado, firenado eller ildsnoer - er en hvirvelvind fremkaldt af en ild og består ofte af flamme eller aske.
Andre planeter
Cykloner er ikke unikke for Jorden. Cykloniske storme er almindelige på jovianske planeter , såsom den lille mørke plet på Neptun . Det er omkring en tredjedel af diameteren af den store mørke plet og fik tilnavnet "Troldmandens øje", fordi det ligner et øje. Dette udseende er forårsaget af en hvid sky i midten af troldmandens øje. Mars har også udstillet cykloniske storme. Jovianske storme som Den Store Røde Plet er normalt fejlagtigt navngivet som gigantiske orkaner eller cykloniske storme. Dette er dog unøjagtigt, da den store røde plet i virkeligheden er det omvendte fænomen, en anticyklon .
Se også
Referencer
eksterne links
- Fundamentals of Physical Geography: The Mid-Latitude Cyclone – Dr. Michael Pidwirny, University of British Columbia, Okanagan
- Ordliste Definition: Cyclogenesis – The National Snow and Ice Data Center
- Ordliste Definition: Cyclolysis – The National Snow and Ice Data Center
- Vejrfakta: The Polar Low – Weather Online UK
- NOAA FAQ
- Cykloner 'Klart forklaret'
- Cyclone Video Arkiv
- EM-DAT International Disaster Database fra Center for Research on the Epidemiology of Disasters