Кіріспе

Үлкен масштабта ұйымдастырылған найзағайлар кешені

Мезомасштабты конвективті жүйе (ММС) – жеке найзағайлардан гөрі іріктеліп ұйымдастырылған, бірақ экстратропикалық циклоннан кіші масштабтағы найзағайлар кешені. Ол әдетте бірнеше сағат немесе одан да ұзаққа созылады. Мезомасштабты конвективті жүйенің жалпы бұлт және жауын-шашын үлгісі дөңгелек немесе сызықтық пішінде болуы мүмкін, сондай-ақ тропикалық циклон, шквалдық фронттар, көлдің әсерінен туындаған қар, полярлық төмен қысым аймақтары және мезомасштабты конвективті кешендер (МКК) сияқты ауа райы жүйелерін қамтиды. Әдетте, бұл жүйелер ауа райы фронттарының жанында қалыптасады. Жылы мезгілде құрлықта пайда болатын түрлері Солтүстік және Оңтүстік Америка, Еуропа және Азияда кездеседі, ең жоғары белсенділік кешкі және түнгі сағаттарда байқалады. Тропиктерде дамыған МКС түрлері көктем мен күз арасындағы жылы маусымда дамулары үшін тропикалық конвергенция аймағын (ТКЗА) немесе муссондық ойыстарды пайдаланады. Көлдегі қар жолақтары – ерекше жағдай, олар салыстырмалы түрде жылы су бетінен өтетін суық ауаның әсерінен пайда болады және күзден көктемге дейін қалыптасады. Полярлық төмен қысым аймақтары – суық маусымда жоғары ендіктерде қалыптасатын МКК-нің екінші ерекше класы. Бастапқы МКС жойылғаннан кейін, оның қалдық мезомасштабты конвективті шұңқырымен (MCV) байланысты жаңа найзағайлар пайда болуы мүмкін. Мезомасштабты конвективті жүйелер АҚШ-тың Ұлы жазықтар аймағындағы жауын-шашын климаты үшін маңызды, өйткені олар аймаққа жылдық жылы маусымның жартысына жуық жауын-шашын әкеледі.

Анықтама

Мезомасштабты конвекциялық жүйелер – бұл дөңгелек немесе сызықтық пішінді найзағай аймақтары, олардың бір бағыттағы өлшемі немесе одан да көп, бірақ экстратропикалық циклондардан кіші болады. Оларға тропикалық циклондар, шквалдық фронттар және мезомасштабты конвекциялық кешендер (МКК) сияқты жүйелер кіреді. MCS – бұл MCC-нің қатаң өлшем, пішін және ұзақтық талаптарына сай келмейтін жүйелерді қамтитын көбірек жалпылама термин. Олар әдетте ауа райы фронттарының жанында қалыптасып, 1000-500 мб қалыңдығы бар дифлюенция аймақтарына жылжиды, онда төменгі және орта деңгейдегі температура градиенті кеңейеді. Бұл, әдетте, найзағай топтарын экстратропикалық циклондардың жылы секторына немесе жылы фронттардың оңтүстігіне қарай бағыттайды. Олар тропиктердегі кез келген конвергенция аймақтарында да пайда болуы мүмкін. Жақында жасалған зерттеу көрсеткендей, олардың пайда болуына жер бетінің температурасы күндіз бен түн арасында 5 градустан артық өзгеруі себеп болады. Олардың пайда болуы бүкіл әлемде, алыс Шығыстағы Мейю фронтынан бастап, тропиктердің тереңдігіне дейін байқалған.

Күн күркірі түрлері мен ұйымдастыру деңгейлері

Найзағайдың төрт негізгі түрі бар: бір жасушалы, көп жасушалы, шквалдық желі (немесе көп жасушалы желі) және супержасушалы. Қандай тип қалыптасатыны атмосфераның әртүрлі қабаттарындағы тұрақсыздық пен салыстырмалы жел жағдайларына ("жел қисылуы") байланысты. Бір жасушалы найзағайлар тік жел қисылуы төмен ортада пайда болады және 20–30 минутқа ғана созылады. Ұйымдастырылған найзағайлар мен найзағайлардың шоғырлары/желілері ұзақ өмірлік циклға ие болуы мүмкін, себебі олар жеткілікті ылғал мен маңызды тік жел қисылуы (әдетте тропосфераның төменгі қабатында ) бар ортада қалыптасады, бұл күшті көтерілу ағымдарын дамытуға және түрлі дауылды ауа-райы құбылыстарына көмектеседі. Супержасушалы найзағай – найзағайлардың ең күшті түрі, көбінесе ірі бұрқасынмен, күшті желмен және торнадо пайда болумен байланысты. Жауын-шашынға қолжетімді су мөлшерінің жоғары болуы ұйымдастырылған найзағай кешендерінің дамуына жағдай жасайды. Көп жауын-шашын жауатын аймақтарда жауын-шашынға қолжетімді су мөлшері әдеттегіден жоғары болады.

Мезомасштабты конвективті кешен

Мезомасштабты конвекциялық кешен (МКК) – инфрақызыл спутниктік суреттерде байқалатын ерекшеліктерімен анықталатын мезомасштабты конвекциялық жүйенің бірегей түрі. Олардың суық бұлт төбелерінің ауданы 32 °C-тан төмен немесе оған тең температурада, ал бұлт төбелерінің ауданы 52 °C-тан төмен немесе оған тең температурада болуы керек. Мөлшеріне қатысты талаптар алты сағат немесе одан көп уақыт бойы сақталуы тиіс. Оның ең үлкен көлемі бұлт қалқанының немесе жалпы бұлт құрылымының ең үлкен ауданына жеткен кезде анықталады. Оның эксцентриситеті (кіші ось / үлкен ось) ең үлкен көлемде 0,7-ден артық немесе оған тең болғандықтан, олар көбінесе дөңгелек пішіндес. Олар ұзақ өмір сүреді, түнгі уақытта қалыптасады, себебі олар түнеу кезінде пайда болады және көбінесе қатты жаңбыр, жел, ақ жаңбыр, найзағай және кейде торнадомен байланысты.

Шалқалғыш желі

Шквал сызығы – қатты дауылдың созылған сызығы, ол суық фронттың бойымен және/немесе алдында қалыптасуы мүмкін. 20 ғасырдың басында бұл термин суық фронттың синонимі ретінде қолданылған. Шквал сызығында күшті жауын-шашын, ақ жауын, жиі найзағай, күшті тікелей желдер және мүмкін торнадо мен су құйылысы болады. Шквал сызығының өзі қанаттаған эхо түрінде болған жерлерде, сызықтың ең көп иілген бөлігінде күшті тікелей желдер түріндегі қауіпті ауа райы күтілуі мүмкін. Торнадолар желілік эхо толқын үлгісі немесе LEWP ішіндегі толқындар бойымен, мезомасштабты төмен қысым аймақтары бар жерлерде кездесуі мүмкін. Жаз маусымында дамитын кейбір қанаттаған эхолар "дерехо" деп аталады және олар үлкен аумақтарда өте жылдам қозғалады. Пісіп-жетілген шквал сызықтарымен байланысты жаңбыр қалқанының артқы жиегінде төмен қысым пайда болуы мүмкін, бұл жаңбырдың жамылғысы астындағы мезомасштабты жоғары қысым жүйесінің артында қалыптасатын мезомасштабты төмен қысым аймағы, және кейде олар ыстық жарылыспен байланысты болады. Шквал сызығы мен қанаттаған эхолармен байланысты тағы бір термин – квазисызықтық конвективті жүйелер (QLCS).

Тропикалық циклон

Тропикалық циклон – төмен қысым орталығымен және күшті жел мен су тасқынына себеп болатын көптеген дауылдармен сипатталатын, өте симметриялық дауыл жүйесі. Тропикалық циклон ылғалды ауа көтерілген кезде бөлінетін жылумен қоректенеді, нәтижесінде ылғалды ауадағы су буы конденсацияланады. Оны басқа циклоникалық жел дауылдарынан – мысалы, солтүстік-шығыс дауылдары, еуропалық жел дауылдары және полярлық төмен қысым аймақтарынан – бөліп тұратын жылу механизмі арқылы қоректендіреді, осылайша олар "жылы ядролы" дауыл жүйелері ретінде жіктеледі. "Тропикалық" термині осы жүйелердің географиялық шығу тегіне қатысты, олар көбінесе Жердің тропикалық аймақтарында қалыптасады, сондай-ақ теңіздік тропикалық ауа массаларында қалыптасуына байланысты қолданылады. "Циклон" термині осы дауылдардың циклондық сипатын көрсетеді, солтүстік жарты шарда сағат тіліне қарсы, ал оңтүстік жарты шарда сағат тілі бойынша айналуға бейім. Олардың орналасқан жеріне және күшіне қарай, тропикалық циклонға басқа да атаулар беріледі, мысалы, дауыл, тайфун, тропикалық дауыл, циклондық дауыл, тропикалық депрессия немесе жай ғана циклон. Жалпы айтқанда, Атлант және Шығыс Тынық мұхиттарында тропикалық циклон дауыл деп, Солтүстік-Батыс Тынық мұхитында тайфун деп, ал Оңтүстік жарты шар мен Үнді мұхитында циклон деп аталады. Тропикалық циклон өте күшті желдерді, нөсерлі жаңбырларды, сондай-ақ биік толқындар мен зиян келтіретін дауылдық толқындарды тудыруы мүмкін. Олар үлкен жылы су кеңістіктерінде пайда болады және құрлыққа өткенде күшін жояды. Сондықтан жағалау аймақтары тропикалық циклоннан айтарлықтай зардап шегуі мүмкін, ал ішкі аймақтар күшті желдерден салыстырмалы түрде қорғалған. Дегенмен, қатты жаңбырлар ішкі аймақтарда су тасқынына әкелуі мүмкін, ал дауылдық толқындар жағалау бойында кең ауқымды су тасқынына себеп болуы мүмкін. Тропикалық циклонның адамдарға тигізетін әсері құрылыққа айналғандықтан, құрғақшылық жағдайларын да жеңілдете алады. Олар сондай-ақ тропикалық аймақтардан жылу мен энергияны алып, оны қоңыржай ендіктерге тасымалдайды, бұл оларды жаһандық атмосфера айналымының маңызды бөлігіне айналдырады. Нәтижесінде, тропикалық циклон Жердің тропосферасындағы тепе-теңдікті сақтауға көмектеседі. Көптеген тропикалық циклон атмосферадағы нашар бұзылыстардың айналасындағы атмосфералық жағдайлар қолайлы болғанда пайда болады. Басқалары басқа типтегі циклон тропикалық сипаттамаларды алғанда қалыптасады. Тропикалық жүйелер тропосферадағы желдің бағытымен жылжытылады; егер жағдайлар қолайлы болса, тропикалық бұзылыс күшейеді және тіпті көзді де қалыптастыруы мүмкін. Керісінше, егер жүйе маңындағы жағдайлар нашарласа немесе тропикалық циклон құрлыққа жетсе, жүйе әлсірейді және ақырында тарап кетеді. Тропикалық циклон энергия көзі конденсациядан бөлінетін жылудан ауа массалары арасындағы температура айырмашылығына ауысса, жоғары ендіктерге қарай жылжығанда экстратропикалық циклонға айналуы мүмкін.

Көл әсерімен қар

Көл әсерінен туындаған қар қыста бір немесе бірнеше созылған жолақтар түрінде пайда болады, себебі суық желдер жылы көл суының үлкен аумақтарынан өте келе энергия алып, су буын сіңіріп, ол мұздап, жел соққан жағалауларда жиналады. Тұзды судың үстіндегі осы құбылыс мұхит әсерінен туындаған қар, теңіз әсерінен туындаған қар немесе тіпті шығанақ әсерінен туындаған қар деп аталады. Егер қозғалмалы ауа массасы жел соққан жағалаудағы биік жерлердің орографиялық әсерінен көтерілсе, бұл құбылыс күшейеді. Бұл көтерілу нәтижесінде тар, бірақ өте қарлы жауын-шашын пайда болады, ол сағатына көптеген дюйм қар түрінде жауады және көбінесе мол қар жаууға себеп болады. Көл әсерінен қарға ұшыраған аймақтар қарлы белдеулер деп аталады. Бұл құбылыс әлемнің көптеген жерлерінде кездеседі, бірақ Солтүстік Американың Ұлы көлдер аймақтарында ең жақсы танымал. Егер ауа температурасы жауын-шашынды мұздатып ұстауға жеткіліксіз болса, онда көл әсерінен жаңбыр жауады. Көл әсерінен жаңбыр немесе қардың пайда болуы үшін көл үстінен өтетін ауа, беткі ауадан (су бетінің температурасына жуық болуы мүмкін) айтарлықтай салқын болуы керек. Атап айтқанда, ауа қысымы 850 миллибар (немесе биіктік) болатын биіктіктегі ауа температурасы, жер бетіндегі ауа температурасынан 13 °C (24 °F) төмен болуы тиіс.

Полярлық төменгі

Полярлық төмен қысым – Солтүстік және Оңтүстік жарты шарлардағы негізгі полярлық фронттың солтүстігіндегі мұхит аймақтарында кездесетін шағын масштабты, симметриялық, қысқа өмір сүретін атмосфералық төмен қысым жүйесі (депрессия). Бұл жүйелердің көлденең ұзындығы әдетте 1000 км-ден кем болады және олар екі-үш күннен аспайды. Олар мезомасштабты ауа райы жүйелерінің кең класына жатады. Полярлық төмен қысымды дәстүрлі ауа райы баяндамалары арқылы анықтау қиын болуы мүмкін және кеме қатынасы, газ және мұнай платформалары сияқты жоғары ендіктегі операциялар үшін қауіпті. Полярлық төмен қысымдар «полярлық мезомасштабтық шұңқыр», «Арктикалық дауыл», «Арктикалық төмен қысым» және «суық ауа депрессиясы» сияқты көптеген басқа атаулармен де белгілі. Бүгінде бұл термин көбінесе жер бетіне жақын жел жылдамдығы секундына 18 метрден жоғары болатын күшті жүйелерге ғана қолданылады.

АҚШ-тың Ұлы жазықтары

Жазық аймақтарында найзағайлар ең көп кездесетін кезең мамыр мен қыркүйек аралығында болады. Осы уақыт ішінде аймақта мезомасштабты конвективті жүйелер дамиды, ал белсенділіктің көп бөлігі жергілікті уақыт бойынша сағат 18:00-ден 21:00-ге дейін байқалады. Мезомасштабты конвективті жүйелер жазық аймақтарына жылдық жылы маусымдағы жауын-шашынның 30-дан 70 пайызына дейін әкеледі. Осы жүйелердің бір бөлігі – мезомасштабты конвективті кешендер жазық және Орта Батыс аймақтарындағы жылдық жауын-шашынның 10%-ға дейін құрайды. Шквалдық фронттар аймақтан өтетін үлкен найзағай кешендерінің 30%-ын құрайды.

Еуропа

Көпшілігі континент үстінде қалыптасса, кейбір МКК тамыздың екінші жартысы мен қыркүйекте Батыс Жерорта теңізі үстінде пайда болады. Еуропада МКК-нің пайда болуы тау тізбектерімен тікелей байланысты. Орташа есеп бойынша, еуропалық МКК шығыс-солтүстік-шығысқа қарай жылжып, жергілікті күн уақыты бойынша сағат 15:00 шамасында қалыптасады, 5,5 сағатқа созылады және сағат 21:00 шамасында тарап кетеді. Еуропадағы МКК-нің шамамен 20%-ы ең жоғары қызу кезінде пайда болмайды. Олардың орташа ең үлкен көлемі шамамен…

Тропиктер

Тропикалық циклонға айналуы мүмкін мезомасштабты конвекциялық жүйелер тропикалық толқындар немесе шығыс толқындары сияқты аймақтарда қалыптасады, олар муссондық суқанаттармен батысқа қарай және тропикалық конвергенция аймағымен, жеткілікті ылғалдылық, жинақы жер бетіндегі желдер және биіктікте дивергентті желдер бар аймақтарда дамиды. Бұл көбінесе экватордың солтүстігінде Африкадан Атлант және Тынық мұхитының шығысына, сондай-ақ солтүстік-батыс және оңтүстік-батыс Тынық мұхиттарында, Австралиядан Океанияға қарай, Үнді мұхитында, Индонезияда және Оңтүстік-Шығыс Бразилиядан Оңтүстік Атлант мұхитына дейін кездеседі. Эль-Ниньо жылдарынан басқа, кейде Оңтүстік Тынық мұхитында да орташа немесе салқын ENSO жылдарында байқалады. Құрлықтағы жүйелер судағылардан күштірек болады.

Қыста жылы су айдындарының ли

Көл әсеріндегі қар және полярлық төмен қысым аймақтарында конвекциялық жүйелер жылы су қоймаларының үстінен суық ауа өте қозғалғанда пайда болады, бұл ылғалдылықтың артуына және күшті тік қозғалысқа алып келеді. Бұл тік қозғалыс экстратропикалық циклонның арт жағындағы циклондық ағын аймақтарында жаңбыр мен найзағайдың дамуына себеп болады. MCV кейде мезомасштабты жер бетіндегі ауа райы талдауларында көрінетін мезомасштабты төмен қысым аймағын тудыруы мүмкін. Алайда, MCV өзінің жеке өмірін жалғастыра алады, тіпті оның аналық MCS тарағаннан кейін бірнеше күнге дейін сақталады. Мұндай "жетім" MCV кейін келесі дауылдың бастауына айналуы мүмкін. Мексика шығанағы сияқты тропикалық суларға өткен MCV тропикалық дауыл немесе урағанның ядросы ретінде қызмет ете алады. "Барри" урағаны (2019) осыған дәлел.