Введение

Кратковременное, резкое увеличение скорости ветра

Шквал – это внезапное, резкое увеличение скорости ветра, длящееся минуты, в отличие от порыва ветра, который длится всего секунды. Обычно они связаны с неблагоприятными погодными условиями, такими как ливневые дожди, грозы или сильный снегопад. Шквал относится к увеличению устойчивой скорости ветра в течение этого промежутка времени, поскольку во время шквала могут наблюдаться более сильные порывы. Обычно они возникают в области сильного опускания воздуха или охлаждения в средней тропосфере. Эти процессы вызывают сильные локализованные восходящие потоки на переднем крае области охлаждения, которые затем усиливают местные нисходящие потоки в егоследствие.

Характер ветра

Термин "шквал" используется для обозначения внезапного увеличения скорости ветра, продолжающегося несколько минут. В 1962 году Всемирная метеорологическая организация (ВМО) определила, что для классификации как "шквал" ветер должен увеличиться как минимум на 8 м/с и достичь максимальной скорости не менее 11 м/с, при этом продолжительность должна составлять не менее одной минуты. В Австралии шквал определяется как явление, длящееся несколько минут, прежде чем скорость ветра вернется к долгосрочному среднему значению.

Австралия

В юго-восточной Австралии быструю смену погоды, связанную с порывистым ветром, в разговорной речи называют "южный бустер". Это резкое изменение направления ветра на южный в южных районах штатов Новый Южный Уэльс и Виктория (Австралия), которое приходит с юго-востока, как правило, в жаркий день, принося с собой прохладную, часто штормовую погоду и значительное понижение температуры, тем самым вытесняя и облегчая предшествующую жару.

Центральная Америка

У берегов Центральной Америки, шквал в узкой долине характеризуется резким усилением ветра, направляемого через крутые горные ущелья с тихоокеанской стороны перешейка.

Куба

Байамо — это шквал, возникающий из тропических гроз в районе залива Байамо.

Северо-Западный Тихий океан (Северная Америка)

На северо-западе Тихого океана шквал – это кратковременный, но сильный ливень с порывистым ветром, обычно небольшой площади и быстро перемещающийся, особенно в морской терминологии. Моряки называют сильный катабатический вынос, возникающий в фьордах и заливах, "сквомиш".

Южная Африка

Буря «Бычий глаз» – термин, используемый у берегов Южной Африки для обозначения шквала, формирующегося в хорошую погоду. Он получил своё название из-за внешнего вида небольшого изолированного облака, отмечающего верхнюю часть шквала.

Филиппины (Западная часть Тихого океана)

В большинстве районов страны порывистые дожди с сильным ветром называют субаско. Местные рыбаки в море часто высматривают признаки приближающихся субаско в открытой воде и спешат к берегу при первых признаках их появления.

Юго-Восточная Азия

"Барат" – это термин, обозначающий северо-западный шквал в заливе Манадо на острове Сулавеси.

Неблагоприятные погодные условия

Линия шквала – это организованная линия гроз. Она классифицируется как многоклеточный кластер, то есть комплекс гроз, состоящий из множества отдельных восходящих потоков. Их также называют многоклеточными линиями. Шквалы иногда связаны с ураганами или другими циклонами, но могут возникать и независимо. Чаще всего независимые шквалы формируются вдоль фронтов и могут сопровождаться сильными осадками, градом, частыми молниями, опасными порывистыми ветрами, а также возможно образованием воронкообразных облаков, торнадо и водяных смерчей. Для формирования линий шквала необходим значительный приток тепла и влаги в приземном слое, близость фронтальной зоны и вертикальный сдвиг ветра, направленный под углом к фронтальной границе. Сильные ветры у поверхности обычно обусловлены вторжением сухого воздуха в линию гроз, который, насыщаясь влагой, быстро опускается к земле из-за своей большей плотности, прежде чем распространиться под воздействием ветра. Масштабные линии шквала с множеством выгнутых участков (bow echoes) известны как derechos.

Жизненный цикл линий

Существует несколько форм мезомасштабной метеорологии, включая простые изолированные грозы, не связанные с надвигающимися холодными фронтами, более сложные дневные и ночные мезомасштабные конвективные системы (MCS) и мезомасштабные конвективные комплексы (MCC), а также грозы, организованные в линии шквала.

Формирование

Основной причиной формирования линии шквала считается процесс объединения нескольких гроз и/или расширения одной грозовой области в направлении опережающего края надвигающегося холодного фронта.

Расстройства давления

Следует отметить, что возмущения давления в области грозы заслуживают внимания. При быстром подъеме воздуха в нижних и средних слоях зрелой грозы можно предположить, что в мезомасштабной среде преобладает низкое давление. Однако это не так. Нисходящие потоки, приносящие холодный воздух из средних слоев, ударяясь о землю и распространяясь во всех направлениях, создают повсеместно высокое давление у поверхности, что обычно указывает на сильные (потенциально опасные) ветры.

Скрещивание ветра

Сдвиг ветра является важным фактором при оценке потенциальной силы и продолжительности линии шквала. В условиях слабого и умеренного сдвига зрелые грозы создают умеренное количество нисходящих потоков, достаточных для формирования подъемного механизма переднего края – фронта порыва. В условиях сильного сдвига, возникающего из-за противоположно направленных низкоуровневых струйных течений и синоптических ветров, восходящие и нисходящие потоки могут быть значительно более интенсивными (что характерно для мезоциклонов суперячеек). Холодный воздушный поток покидает заднюю часть линии шквала и достигает струйного течения среднего уровня, что способствует процессам нисходящего движения воздуха.

Вверх по течению

Ведущая часть линии шквала состоит главным образом из множественных восходящих потоков или отдельных областей восходящего движения, поднимающихся от уровня земли до верхних пределов тропосферы, конденсирующих воду и формирующих темное, угрожающее облако, иногда с заметным выступом верхней части и наковальней (благодаря ветрам синоптического масштаба). Ввиду хаотичной природы восходящих и нисходящих потоков, важны возмущения давления. По мере того как грозы выстраиваются в четкую линию, мощные восходящие потоки на переднем крае – иногда видимые наземному наблюдателю в виде полого облака – могут быть зловещим предзнаменованием сильной непогоды. Помимо сильных ветров, вызванных поведением восходящих и нисходящих потоков, обильные осадки (и град) – еще один признак линии шквала. Зимой линии шквала могут возникать, хотя и реже, принося сильный снегопад и/или грозу, обычно над внутренними водоемами (например, в районе Великих озер).

Эхо лука

После первоначального прохождения линии шквала часто наблюдаются также легкие и умеренные слоистые осадки. Эхо лука часто видно на северной и южной окраинах грозовых линий (по данным спутниковых изображений). В этих местах северный и южный концы изгибаются назад к центральной части линии шквала, формируя форму "дуги". Эхо лука часто встречается в мезомасштабных системах суперячеек.

Мезолов

Конец линии шквала, направленный к полюсу, обычно называют циклоническим концом, а сторона, направленная к экватору, вращается антициклонически. Из-за силы Кориолиса полярный конец может развиваться дальше, формируя мезолоу в форме запятой, или продолжать существовать в виде шкваловой структуры. Низкое давление в следе (wake low) – это другой вид мезомасштабной области низкого давления, расположенный позади линии шквала вблизи задней границы области стратиформных осадков. Благодаря опускающемуся теплому воздуху, связанному с формированием системы, с низким давлением в следе обычно наблюдается прояснение погоды. Интенсивные ветры, как проявление опасных погодных явлений, могут возникать из-за низкого давления в следе, когда разница давления между предшествующим мезовысоким давлением и этим низким давлением достаточно велика. При распаде линии шквала вблизи низкого давления в следе могут формироваться тепловые выбросы. После прекращения новой грозовой активности вдоль линии шквала, связанное с ней низкое давление в следе ослабевает одновременно.

Рассеивание

По мере рассеивания суперъячеек и многоклеточных гроз из-за слабого сдвига ветра или недостаточных механизмов подъема (например, значительного рельефа местности или отсутствия дневного прогрева), линия шквала или фронт порывов, связанные с ними, могут опережать саму линию шквала, а область синоптического минимума давления может начать заполняться, что приводит к ослаблению холодного фронта; по сути, гроза истощила свои восходящие потоки, превратившись в систему, где преобладает нисходящий поток. Районы, где грозы рассеиваются, могут характеризоваться низким CAPE, низкой влажностью, недостаточным сдвигом ветра или неблагоприятной синоптической динамикой (например, заполнение циклона верхнего уровня), что приводит к фронтолизу. В дальнейшем произойдет общее истончение линии шквала: ветры будут ослабевать со временем, границы оттока значительно ослабят восходящие потоки, а облака потеряют свою толщину.

Знаки на небе

Полковые облака и валовые облака обычно наблюдаются над передним краем грозового шквала, также известного как фронт порывов ветра грозы. С момента появления этих низких облачных образований в небе можно ожидать резкого усиления ветра менее чем через 15 минут.

Тропические циклоны

У тропических циклонов обычно наблюдаются шквалы, совпадающие со спиральными полосами, имеющими большую кривизну, чем у многих систем средних широт, из-за их меньшего размера. В этих шквалах могут формироваться смерчи и торнадо из-за значительного вертикального сдвига ветра, существующего вблизи внешних полос тропического циклона.

Зимняя погода

Снежные заряды могут формироваться при вторжении холодного воздуха в верхних слоях атмосферы над относительно теплым приземным слоем. Озерный эффект может проявляться в виде снежного заряда.