Введение

Воронкообразное облако, не достигающее земли – это воронкообразное облако, состоящее из сконденсированных капель воды, связанное с вращающимся потоком воздуха и опускающееся от основания облака (обычно кумулонимбуса или мощного кумулуса), но не касающееся земли или водной поверхности. Воронкообразное облако обычно выглядит как конусовидный или игольчатый выступ из основания основного облака. Воронкообразные облака чаще всего формируются при грозах типа суперячейка и часто, хотя и не всегда, являются визуальным предвестником торнадо. Воронкообразные облака – это визуальные явления, но они не являются самим вихрем воздуха.

"Классические" воронки

Если воронка облака касается поверхности, то это считается торнадо, хотя циркуляция на уровне земли начинается до появления видимого конденсационного облака. Большинство торнадо начинаются как воронки облаков, но некоторые воронки облаков не достигают поверхности и не могут быть классифицированы как торнадо невооруженным глазом, даже если циркуляция торнадо определенной интенсивности почти всегда обнаруживается при наличии радиолокационных наблюдений на нижних уровнях. Кроме того, торнадо иногда возникают без видимой конденсационной воронки. Термин "конденсационная воронка" может относиться как к торнадическому облаку, так и к воронке облака в воздухе, но термин "воронка облака" используется исключительно для обозначения вращающейся конденсационной воронки, не достигающей поверхности. Если на поверхности наблюдаются сильные циклонические ветры, связанные с основанием облака, независимо от наличия конденсации, то это является признаком торнадо. Воронки облаков образуются из-за пониженного давления воздуха внутри торнадо. Это пониженное давление заставляет воздух, устремляющийся к вихрю, расширяться и охлаждаться. Если воздух достаточно влажный и охлаждается до точки росы, формируется воронка облака. Давление воздуха вокруг внешнего края воронки облака обычно соответствует давлению воздуха в основании родительского облака. Вихри обломков обычно заметны до того, как конденсационная воронка достигнет поверхности. Некоторые торнадо могут проявляться только в виде вихрей обломков, без видимой воронки облака, простирающейся вниз от вращающегося основания облака на протяжении всего жизненного цикла торнадо. Поверхностный вихрь обычно усиливается со временем после первоначального формирования, что делает вихри обломков и конденсацию более заметными. В облачной классификации любое облако в форме воронки или перевернутой воронки, спускающееся из кумулюсных или кумулонимбусных облаков, технически описывается как вспомогательный элемент, называемый тубой. Термины "туба" и "воронка облака" почти, но не совсем синонимичны; например, стенка облака также является формой тубы. Воронки облаков, связанные с суперячейками, обычно формируются внутри и под стенками облаков.

Облака воронки холодного воздуха

Облака холодного воздуха (водовороты) обычно намного слабее, чем вихри, создаваемые суперъячейками. Хотя холодные воздушные воронки редко достигают земли, вихри у поверхности иногда становятся достаточно сильными, чтобы облако конденсации "опустилось" на короткое время, становясь видимым в виде слабых торнадо или водяных смерчей. В отличие от связанных явлений, сопровождающих сильные грозы, воронки холодного воздуха обычно наблюдаются при частично облачном небе после прохождения холодных фронтов, особенно в связи с определенными областями низкого давления, или вдоль атмосферных границ, таких как бризы с озер и морей, или линии оттока. Для крупномасштабных погодных условий характерны особенно холодные воздушные массы в верхних слоях атмосферы над относительно теплым воздухом у поверхности, что приводит к большим вертикальным градиентам температуры, а также часто к высокой окружающей вихревости, но относительно слабому вертикальному сдвигу ветра. Воронки формируются там, где атмосферная нестабильность и влажность достаточны для развития мощных кучевых облаков, но обычно сопровождаются отсутствием осадков или их небольшим количеством. Холодные воздушные воронки, хотя и слабые, могут существовать несколько минут, а области с периодически образующимися воронкообразными облаками могут наблюдаться в течение десятков минут. В одной и той же области во время дневного прогрева могут формироваться несколько таких зон активности. Холодные воздушные воронки, по-видимому, являются дневным явлением, ослабевающим и в конечном итоге рассеивающимся с уменьшением солнечного нагрева. При развитии осадков связанный с ними нисходящий поток обычно приводит к быстрому исчезновению холодной воздушной воронки. Смешение более холодного воздуха в нижней тропосфере с воздушными потоками, движущимися в другом направлении в средней тропосфере, вызывает вращение вокруг горизонтальной оси, которое, отклоняясь и сжимаясь вертикально конвективными восходящими потоками, формирует вертикальное вращение, способствующее конденсации и образованию воронкообразного облака. Облака холодного воздуха – обычное явление вдоль Тихоокеанского побережья Соединенных Штатов, особенно весной или осенью.

Другие воронки

Другие воронкообразные облака включают сдвиговые или "высокобазовые" воронки, которые являются мимолетными, небольшими и слабыми воронками, связанными с небольшими кучевыми облаками, часто даже с основанием в верхних слоях атмосферы над пограничным или поверхностным слоем, и возникающими в условиях "хорошей погоды". Небольшие воронкообразные облака, такие как некоторые, наблюдаемые вблизи гор, образуются в результате неизвестных процессов. Сдвиговые воронки также могут возникать при слабой, преходящей циркуляции у основания грозовых облаков. Мезоантициклоны, сопровождающие мезоциклоны, часто демонстрируют эти воронкообразные облака. Кратковременные воронки также наблюдаются при некоторых нисходящих потоках с заднего фланга (RFD) (в зонах притока или оттока, и особенно в зонах взаимодействия притока и оттока, когда RFD взаимодействуют с мезоциклонами или восходящими потоками фланговых линий) и потоковыми вихревыми течениями (SVC), питающими мезоциклоны. Хотя они и не рассматриваются как отдельный вид воронкообразных облаков, некоторые из них формируются с мезовортексами, связанными с линиями шквала, которые также могут превращаться в торнадо, но часто не видны как воронки или торнадо, поскольку обычно образуются внутри осадков, ухудшающих видимость. Другие "хорошопогодные" воронкообразные облака включают облака в форме подковы, которые являются крайне мимолетным явлением, связанным с очень слабыми вихрями.