Дауылды бұлттардың қатары немесе фронт бойындағы дауылдар

Кіріспе

найзағайлардың қатары
Суық фронт бойымен немесе оның алдында пайда болатын найзағайлар қатары.

Шквалдық қатар, немесе дәлірек айтқанда, квази-сызықтық конвективтік жүйе (QLCS) – найзағайлардың қатары, көбінесе суық фронт бойымен немесе оның алдында қалыптасады. 20 ғасырдың басында бұл термин суық фронттың синонимі ретінде қолданылған (олар көбінесе кенеттен және күшті желдің өзгеруімен бірге жүреді). Сызықтық найзағай құрылымдарында көбінесе қатты жауын-шашын, ақ жауын, жиі найзағай, күшті тікелей жел және кейде торнадо немесе су айдыны болады. Желілік құрылым доға тәрізді эхо пішініне келген жерлерде әсіресе күшті желдер пайда болады. Торнадолар сызықтық эхо толқын үлгісіндегі (LEWP) толқындар бойымен, мезомасштабты төмен қысым аймақтары бар жерлерде пайда болуы мүмкін. Кейбір доғалар үлкен аумақты жылдам аралап өтіп, derechos-қа айналуы мүмкін. Пісіп-жетілген шквалдық қатарлармен байланысты жаңбыр жолағының артқы жағында, өте сирек жағдайларда, жылудың күрт өсуімен байланысты төмен қысым аймағы пайда болуы мүмкін.

Теория

Полярлық фронт теориясын Якоб Бьеркнес әзірледі, ол Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Скандинавиядағы бақылау пункттерінің тығыз желісінен туындаған. Бұл теория циклонға негізгі ағынның екі конвергенция сызығы бойында шоғырланғанын ұсынды – біреуі төмен қысымның алдында, екіншісі төмен қысымның артында. Артындағы конвергенция аймағы дауылдық желі немесе суық фронт деп аталды. Бұлттар мен жауын-шашын аймақтары осы конвергенция аймағы бойында шоғырланған сияқты көрінді. Фронталдық аймақтар туралы түсінік ауа массалары туралы түсінікке әкелді. Циклонның үш өлшемді құрылымының мәні 1940 жылдары жоғарғы қабаттағы ауа бақылау желісі дамығаннан кейін қалыптасты.

Өмірлік цикл

Жел борандарының ұйымдасқан аймақтары бұрыннан бар фронталдық аймақтарды күшейтеді және суық фронттан оза алады. Бұл озу батыс желдерінде жоғары деңгейдегі қанағатты ағымның екі салаға бөліну үлгісінде жүреді. Нәтижесінде мезомасштабты конвекциялық жүйе (МКС) жел ағынының жоғарғы деңгейдегі бөліну нүктесінде, ең жақсы төменгі деңгейдегі ағын аймағында қалыптасады. Конвекция содан кейін шығысқа және экваторға қарай жылы секторға қарай, төменгі деңгейдегі қалыңдық сызықтарына параллель қозғалады. Конвекция күшті сызықтық немесе иісті болған жағдайда, МКС жел желісі деп аталады, ал осы ерекшелік маңызды желдің өзгеруінің және қысымның көтерілуінің алдыңғы шетінде орналасады. Бұл ерекшелік АҚШ-тың жылы маусымында жер бетінің талдауында жиі көрсетіледі, себебі олар өткір жер беті ойыстарында орналасқан. Егер жел желісі құрғақ аймақтарда қалыптасса, олардың артындағы күшті желдер шөлдің бетінен тозаңды көтеріп, құмды боран – хабубқа әкелуі мүмкін. Дамыған жел желісінің арт жағында жаңбыр қалқанының артқы шетінде төмендеуімен жылынатын ауа массасының салдарынан жылу жарылысын тудыратын төмен қысым пайда болуы мүмкін. Жел желісінің алдында шағын кумул немесе стратокумул бұлттары, циррус бұлттарымен бірге, кейде альтокумул немесе циррокумул бұлттары кездеседі. Бұл бұлттар бұрынғы кумулонимбус бұлттарының ыдырауының немесе негізгі жел желісінің алдындағы аз тұрақсыздықтың нәтижесі болуы мүмкін. Супержасушалар мен көп жасушалы дауылдар әлсіз қима күші немесе нашар көтерілу механизмдері (мысалы, айтарлықтай жер бедері немесе күндізгі жылудың жетіспеуі) салдарынан тараған кезде, олармен байланысты жел соғу желісінің өзі жел желісінен оза алады, содан кейін төмен қысымның синоптикалық масштабты аймағы толқып, суық фронттың әлсіреуіне әкелуі мүмкін; негізінен, дауыл өзінің жоғары қарайтын ағыстарын сарқып, тек төмен қарайтын жүйеге айналады. Жел желісі бойынша тарап жатқан дауылдардың аймақтары төмен CAPE, ылғалдылықтың төмендігі, жеткіліксіз жел қимасы немесе нашар синоптикалық динамика (мысалы, жоғарғы деңгейдегі төмендеу) болуы мүмкін, бұл фронтолизға әкеледі. Осыдан кейін жел желісінің жалпы жұқаруы жүреді: желдің уақыт өте құлдырауы, ағын шекараларының жоғары ағыстарды әлсіретуі және бұлттардың қалыңдығын жоғалтуы.

Organized areas of thunderstorms activity reinforce pre existing frontal zones, and they can outrun cold fronts. This outrunning occurs within the westerlies in a pattern where the upper level jet splits into two streams. The resultant mesoscale convective system (MCS) forms at the point of the upper level split in the wind pattern in the area of best low level inflow. The convection then moves east and toward the equator into the warm sector, parallel to low level thickness lines. When the convection is strong linear or curved, the MCS is called a squall line, with the feature placed at the leading edge of the significant wind shift and pressure rise. This feature is commonly depicted in the warm season across the United States on surface analyses, as they lie within sharp surface troughs. If squall lines form over arid regions, a dust storm known as a haboob may result from the high winds in their wake picking up dust from the desert floor. Well behind mature squall lines, a wake low can develop on the back edge of the rain shield, which can lead to a heat burst due to the warming up of the descending air mass which is no longer being rain cooled. Smaller cumulus or stratocumulus clouds, along with cirrus, and, sometimes, altocumulus or cirrocumulus, can be found ahead of the squall line. These clouds are the result of former cumulonimbus clouds having disintegrated, or an area of only minor instability ahead of the main squall line. As supercells and multi cell thunderstorms dissipate due to a weak shear force or poor lifting mechanisms, (e. g. considerable terrain or lack of daytime heating) the gust front associated with them may outrun the squall line itself and the synoptic scale area of low pressure may then infill, leading to a weakening of the cold front; essentially, the thunderstorm has exhausted its updrafts, becoming purely a downdraft dominated system. The areas of dissipating squall line thunderstorms may be regions of low CAPE, low humidity, insufficient wind shear, or poor synoptic dynamics (e. g. an upper level low filling) leading to frontolysis. From here, a general thinning of a squall line will occur: with winds decaying over time, outflow boundaries weakening updrafts substantially and clouds losing their thickness.

Жоғары ағындар

Шквал сызығының басты бөлігі негізінен бірнеше көтерілетін ауа ағындарынан немесе жеке көтерілетін ауа ағыны аймақтарынан тұрады, олар жер бетінен тропосфераның ең жоғары деңгейіне дейін көтеріліп, суды конденсациялап, қараңғы, қауіпті бұлтты – айқын көзге көрінетін жоғары көтерілген және қанатты (синоптикалық масштабтағы желдің әсерінен) құрайды. Көтерілетін және төмен түсетін ағындардың хаостық табиғатынан туындап, қысым өзгерістері маңызды. Жауын-шашын салдарынан төмен түсетін ағындар ауаны суытып, әдетте жер бетінен жоғары көтеріліп, оны көтерілетін ағындарға жібереді, егер ол тым алысқа кетіп, осы ағынды тоқтатпаса. Көрінетін жағдайда бұл процесс сөрелі бұлт түрінде көрінеді, көбінесе бұрқасынды болып келеді.

Қысымның бұзылуы

Күн күркіреген кездегі қысым өзгерістері ерекше назар аударуға лайық. Жетілген дауылдың төменгі және орта деңгейлеріндегі жоғары көтерілу күшінің арқасында, көтерілгіш және төмен түсетін ағындар қысымның ерекше мезоорталықтарын құрайды. Дауылдар дауылдық қатарлар түрінде ұйымдасқанда, дауылдық қатардың солтүстік жағы циклоникалық деп аталады, ал оңтүстік жағы антициклоникалық айналыммен (Солтүстік жарты шарда) айналады. Кориолис күшінің әсерінен солтүстік жақ одан әрі дамып, «үтір тәрізді» төмен қысым аймағын құруы мүмкін, немесе дауыл сияқты үлгіде жалғасуы мүмкін. Сызықтың алдындағы көтерілгіш ағын да мезотөмен қысымды құрайды, ал сызықтың артындағы төмен түсетін ағын мезожоғары қысымды құрайды.

Желдің бұрылысы

Желдің қиылысуы – дауылдық фронттың маңызды бір бөлігі. Төмен және орташа қиылыс ортасында жетілген дауылдар төмен қарайтын ауа ағыстарын шамалы мөлшерде тудырады, бұл алдыңғы жиекті көтеру механизмін құруға жеткілікті. Қарсы бағытталған төменгі қабаттағы желдер мен синоптикалық желдердің әрекетінен пайда болатын жоғары қиылыс орталарында, көтерілетін және одан туындайтын төмен қарайтын ауа ағыстары әлдеқайда күшті болуы мүмкін (суперклеткалық мезоциклондарда кең таралған). Суық ауа ағыны дауылдық фронттың артқы бөлігінен орта деңгейдегі жел ағынына қарай шығып, төмен қарайтын ағыс процесіне көмектеседі.

Ауыр ауа райының индикаторлары

Қатты дауылдық фронттар әдетте конвекциялық аймақтағы мезомасштабты жоғары қысым жүйесінің (мезогидромет) пайда болуына байланысты, дауылдық фронттың артындағы күшті төмен қарайтын қозғалыс салдарынан иіліп шығады, бұл құйынды ағын түрінде көрінеді. Мезомасштабты жоғары және дауылдық фронттың алдындағы төмен қысым арасындағы қысымның айырмашылығы жоғары жылдамдықпен желдің пайда болуына себеп болады, ол фронттың ең иілген бөлігінде ең күшті болады. Дауылдық фронт бойындағы қауіпті ауа райының тағы бір белгісі – оның сызықтық эхо толқыны үлгісіне (LEWP) айналуы. LEWP – конвективті дауылдардың ерекше құрылымы, төмен қысым аймағының бар екенін және күшті желдер, ірі шеге және торнадолар пайда болу мүмкіндігін көрсетеді. LEWP бойындағы әрбір иілімде мезомасштабты төмен қысым аймағы орналасқан, онда торнадо пайда болуы мүмкін. Мезомасштабты төмен қысымның оңтүстік-батысына күшті ағынның реакциясы ретінде фронттың бір бөлігі сыртқа қарай иіліп, доға тәрізді эхо құрайды. Бұл иілген бөліктің артында мезомасштабты жоғары қысым аймағы жатыр.

Карталарда бейнелеу

Дауылдық фронттар Ұлттық ауа райы қызметінің (NWS) жер беті талдауларында екі қызыл нүкте мен бір штрихтан тұратын, "SQLN" немесе "SQUALL LINE" деп белгіленген кезектесетін үлгі түрінде көрсетіледі.

Құқық

Дюрего (испан тілінен: "derecho" – "түзу" деген мағынаны білдіреді) – кеңінен тараған, ұзаққа созылатын, конвекциялық түрде туындаған, түзу сызықты жел дауылдары, көбінесе қанатты эхо түріндегі күшті дауылдармен байланысты. Дюрего өз дауылдарының қозғалыс бағытында соғады, бұл желдің тұрақты және әдетте "жел" фронтының артында күшейе түсетінінен басқа, жел фронтына ұқсас. Дюрего – жылы ауа райының құбылысы, ол көбінесе жаз айларында, мамыр мен тамыз аралығында Солтүстік жарты шарда пайда болады. Олар жылдың кез келген уақытында, күндізгі уақытта да, түнгі уақытта да жиі кездеседі. Дюрегоны күшті дауылдан ажырататын дәстүрлі критерийлер – дауыл кезіндегі тұрақты жел, кенеттен соққан желге қарағанда, жоғары немесе тез өсетін жылдамдық және географиялық аумақ (әдетте ұзындығы бойынша). Сонымен қатар, олар радарда ерекше көрініс береді (қанатты эхо), бірнеше ерекше белгілері бар, мысалы, артқы ағын ойысы және кітапша тәрізді айналма, және әдетте екі немесе одан көп төмен қарайтын жел ағындары пайда болады. Бұл дауылдар көбінесе Солтүстік Америкада болса да, дюрего әлемнің басқа жерлерінде де кездеседі. Солтүстік Америкадан тыс жерлерде олар басқаша аталуы мүмкін. Мысалы, Бангладеш және Үндістанның көршілес аймақтарында "Нор'вестер" деп аталатын дауыл түрі прогрессивті дюрего болуы мүмкін.