Суперосередку
Причиною таких явищ, як гроза, зливовий дощ, шквалисте посилення вітру, є моноячейковие і мультіячейковие купчасто-дощові хмари, які досить часто нагромаджуються на небосхилі в літню пору року. Моноячейка - це одне єдине купчасто-дощова хмара, що існує незалежно від інших. Мультіячейка - це вже кластер (скупчення) моноячеек, які об`єднані однією ковадлом. Тобто коли один осередок загасає, то біля неї інша зароджується або ж зародження йде одночасно. Ці комплекси можуть займати по площі від кількох десятків до кількох сотень тисяч км2. Останні іменуються мезомасштабна конвективними кластерами (МКК). Вони здатні викликати потужні шквали, град і сильні зливи. Однак нічого особливого вони собою не представляють - просто скупчення потужних купчасто-дощових хмар. Але є атмосферний освіту, яке продукує ще більше суворі погодні умови, в тому числі і торнадо і називається воно суперосередку. Умови їх утворення і структура кардинально відрізняються від звичайних купчасто-дощових хмар. І ця стаття як раз присвячена цим дивним, рідкісним і захоплюючим об`єктів атмосфери.
Моноячейкі і мультіячейкі.
Для початку розглянемо процеси утворення звичайних моноячеек. У ясний літній день Сонце сильно нагріває підстилаючої поверхню. В результаті, виникає термічна конвекція, яка призводить до виникнення «зародків» майбутньої грози - плоских купчастих хмар (Cu hum.), Висота яких не перевищує 1 км. Вони зазвичай породжуються хаотично спливаючими обсягами прогрітого повітря - терміки у вигляді бульбашок. В цьому випадку виникло хмарка протримається деякий час (десятки хвилин) і в підсумку розчиниться я не перейду в іншу стадію розвитку. Інша річ полягає, коли спливає термик набуває форми не міхура, а безупинної струменя повітря. При цьому в місцях, звідки піднявся повітря, утворюється розрідження. Воно заповнюється повітрям з боків. Вгорі, навпаки, надлишок повітря прагне поширитися убік. На деякій відстані повітряний рух замикається. В результаті утворюється конвективна осередок. При цьому Cu hum. переходить в купчасті середні або купчасті потужні хмари (Cu med., Cu cong.), висота яких вже становить до 4 км. Перейде купчастими плоскими хмара в середнє, а потім в потужне або ж закінчить свою еволюцію, залишившись на першій стадії залежить тільки від стану атмосфери в даному місці і в даний час. Основними факторами, що сприяють зростання конвективних хмар є різке падіння температури з висотою в фонової атмосфері, а також виділення тепла при фазових переходах вологи (конденсація, замерзання, сублімація), для чого необхідно досить великий вміст водяної пари в повітрі. Стримуючим фактором є наявність в атмосфері шарів, в яких температура слабо падає з висотою, аж до изотермии (температура з висотою не змінюється) або інверсії (потепління з висотою). При сприятливих умовах Cu cong. перетворюється в купчасто-дощова Cb хмара, яке і є причиною злив, грози та град. Але в будь-якому випадку купчасто-дощова хмара виникає спочатку як Cu hum, а не спонтанно. Відмітною ознакою цієї хмари є обледеніла вершина, яка досягла шару інверсії (висота Cb визначається рівнем конденсації і рівнем конвекції - відповідно нижня і верхня межі хмари. У тропічних широтах висота цих хмар може досягати 20 км і пробивати тропопаузу). Вона називається ковадло і являє собою шар щільних перистих хмар, розвинених в горизонтальній площині. У цей час хмара досягла максимального розвитку. При цьому поряд з висхідними потоками в хмарі, утворюються спадні в результаті випадання опадів. Випадають опади охолоджують навколишнє повітря, він стає щільнішим і починає опускатися до поверхні (цей процес на землі ми спостерігає як шквал) все більше і більше блокуючи висхідні потоки, які дуже необхідні для існування хмари. А будь-який спадний потік згубно діє на облакогенезіс. Таким чином, хмара, що доріс до стадії Cb, відразу ж саме собі підписує смертний вирок. Як показують дослідження, низхідні потоки в нижній його частині і в підхмарними шарі викликають особливо сильний ефект - з-під хмари, образно кажучи, вибивається фундамент. В результаті настає фінальна стадія існування Cb - його диссипация. На цій стадії під хмарою спостерігаються тільки низхідні потоки, повністю замінивши восходящіе- опади поступово слабшають і припиняються, хмара стає менш щільним, поступово переходячи в шар щільних перистих хмар. На цьому його існування закінчується. Таким чином, всі стадії еволюції хмара проходить приблизно за годину: зростання хмари відбувається за 10 хв, стадія зрілості триває близько 20 - 25 хв, а диссипация відбувається приблизно за 30 хв.
Моноячейкой називають хмара, яке складається з однієї конвективного осередки, але найчастіше (приблизно в 80% випадків) спостерігаються мультіячейкі - група конвективних осередків в різних стадіях розвитку, об`єднані однією ковадлом. При мультіячейковой грозової діяльності низхідні потоки холодного повітря «материнського» хмари створюють висхідні потоки, що формують «дочірні» грозові хмари. Однак потрібно пам`ятати, що всі осередки ніколи не можуть перебувати одночасно на одній стадії розвитку! Час існування мультіячеек набагато більше - близько кількох годин.
Відео: Таймлапс грозовий супер осередки
Суперосередку. Основні поняття.
Суперосередку - це дуже потужна конвективная моноячейка. Процес її утворення і будова сильно відрізняється від звичайних купчасто-дощових хмар. Тому це явище представляє великий інтерес для вчених. Інтерес полягає в тому, що звичайна моноячейка при певних умовах перетворюється на своєрідного «монстра», який може існувати близько 4 - 5 годин практично не змінюючись, будучи квазістаціонарним і генерувати всі небезпечні явища погоди. Діаметр суперосередку може досягати 50 км і більше, а її висота часто перевищує 10 км. Швидкість висхідних потоків всередині суперосередку досягає 50 м / с і навіть більше. В результаті, часто утворюється град, діаметром 10 см і більше. Нижче будуть розглянуті умови освіти, динаміка і структура суперосередку.
Умови освіти.
структура суперосередку
Основними факторами, необхідними для утворення суперосередку є зрушення вітру (зміна швидкості і напряму вітру з висотою в шарі 0 - 6 км), наявність на низьких рівнях струменевої течії і сильна нестабільність в атмосфері, коли спостерігається «вибухова конвекція». Спочатку хмара має характеристики моноячейкі з прямими висхідними потоками теплого і вологого повітря, але за тим на деякій висоті спостерігається зрушення вітру і (або) струйное течія, яка починає закручувати по спіралі висхідний потік і трохи його нахиляє від вертикальної осі. На першому малюнку червоною тонкою стрілкою показаний зсув вітру (струминне протягом), широкої стрілкою - висхідний потік. В результаті його зіткнення із струменевим плином, він починає закручуватися по спіралі в горизонтальній площині. Потім висхідний потік, обертаючись по спіралі, поступово з горизонтального перетвориться в більш вертикальний. Це можна спостерігати на другому малюнку. В кінцевому підсумку висхідний потік набуває майже вертикальну вісь. При цьому обертання триває, і воно настільки потужне, що в підсумку пробиває ковадло, утворюючи над нею купол - підноситься верхівку. Поява цього купола свідчить про потужні висхідних потоках, які здатні пробити інверсійний шар. Ця обертається колона є «серцем» суперосередку і називається мезоциклон. Його діаметр може складати від 2 до 10 км. Що підноситься верхівка якраз свідчить про наявність мезоциклону.
Велика тривалість життя і стабільність суперосередку пов`язана з наступним. Завдяки мезоциклону випадання опадів відбувається трохи в стороні від висхідного потоку, а отже і низхідні потоки також спостерігаються в стороні (в основному по обидва боки від мезоциклону). В такому випадку обидва потоку (спадний і висхідний) співіснують між собою - є друзями: опускаючись вниз, перший витісняє тепле повітря вгору, а не блокує його доступ в клітинку, тим самим ще більше посилюючи висхідний потік. А чим потужніший висхідний потік, тим сильніше і опади, які викликають ще більші низхідні потоки, які все сильніше витісняють приземний повітря вгору. І якщо осередок уподібнити колесу, виходить, що опади в такій ситуації, як би, це колесо розкручують. Саме в результаті цього суперосередку здатна існувати протягом багатьох годин, розростаючись за цей час на десятки км в ширину і довжину, породжуючи великий град, сильні зливи і часто торнадо. В цей час біля поверхні землі з`являється 3 мініфронта: 2 холодних в районі низхідних потоків, і теплий в районі висхідних (див. Рис №1). Тобто з`являється мініатюрний циклон, «зародком» якого якраз і є той самий мезоциклон. Як було сказано вище, смерчі виникають не тільки в суперосередку, але і в звичайних моно- і мультіячейках. Однак існує головна відмінність: у суперосередку опади і торнадо спостерігаються одночасно, а в моно- і мультіячейках - спочатку смерч, а потім опади, причому в тому районі, де спостерігався смерч. Це пов`язано з відсутністю явного зсуву в просторі верхньої «крісталлогенной» частини хмари, і нижньої в яку втікає тепле повітря. Крім того, в суперосередку зазвичай над вершиною є струйное течія, яка виносить витіснений повітря геть від хмари, в результаті чого спостерігається дуже витягнута ковадло (див ріс.№1), тоді як у звичайній осередку витіснений теплим холодне повітря опускається по краях і тим самим додатково блокує «харчування». Тому смерчі в таких осередках короткочасні, слабкі, і рідко бувають на стадії більшою ніж воронка (funnel cloud).
Годограф.
Проведемо порівняння трьох видів штормів за допомогою годографа. Годограф швидкості - це крива, яка з`єднує кінці векторів швидкості за різні проміжки часу, відраховані від однієї точки.
годограф
Даний годограф показує вертикальний зсув вітру для моноячейкі, мультіячейкі і суперосередку. Точки вздовж лінії годографа представляють собою кінцеві точки векторів (не показані), проведені з точки (0,0) (перетин осі xy), які показують швидкість, і напрямок вітру на конкретній висоті (в км). Наприклад, для годографа суперосередку, на висоті 1 км вітер південно-східний, на 2 км висоти він посилився (вектор довше) і став південним, а на більшій висоті він поступово переходить на південно-західний, стаючи все сильніше. Таким чином, чим довше годограф, тим сильніше зрушення вітру. Але не тільки довга, але і форма годографа дуже важлива, тому що вказує на зміну напрямку вітру з висотою. Також вигнутий годограф вказує на присутність на нижніх рівнях струменевої течії, яке збільшує потенціал для розвитку шторму. Як видно з малюнка, моноячейкі іеют незначний зсув вітру, тому вони не є небезпечними, хоча якщо в атмосфері присутня сильна нестійкість, то може статися пульсація шторму до потужного з утворенням граду і (або) сильних шквалів.
Динаміка суперячеек.
Потрібно відзначити, що суперосередку бувають і великі і маленькі, з низькою або високою підноситься верхівкою і можуть утворюватися де завгодно, але в основному в центральних штатах США - на Великих рівнинах. У Європі і Росії вони вкрай рідкісні, і зустрічаються тільки одного виду - суперосередку типу HP. Про класифікацію мова піде нижче. Суперосередку завжди пов`язані зі значним зрушенням вітру і високими значеннями CAPE - показник нестабільності. Для суперячеек межа вертикального зсуву починається з 20 м / с в шарі 0-6 км.
Потужний зсув вітру в шарі 0-6 км викликає високий потенціал для розвитку суперосередку і мезоциклону, але не обов`язково торнадо. Розвиток торнадо залежить від динамічної структури шторму. Сила мезоциклону також залежить від плавучості (явище, коли окремий об`єм повітря піднімається і залишається на деякій висоті вільно «підвішеним»). Як правило, суперосередку, існуюча в середовищі з присутністю струменевої течії на низькому рівні здатна породити торнадо в більшості випадків. Зміщення вітру викликає розвиток динамічних процесів в штормі, які зачіпають розвиток, силу, тривалість, і рух суперосередку. Моделювання показує, що обертання навколо вертикальної осі (висхідний потік) має бути врівноважено силою баричного градієнта, спрямованої до центру обертання, викликаючи зниження тиску в середньому шарі шторму, де обертання найбільше. Це вертикальне коливання тиску призводить до ще більш сильному висхідному потоку в середньому шарі осередку, який в свою чергу викликає більшу обертання (через вертикального протягу). Швидкість висхідного потоку збільшується з висотою, тому чим більше зрушення вітру, тим сильніше відбувається обертання.
Завдяки динамічним силам, суперосередку може «всмоктувати» повітря і сприятливо існувати в нічний час, не дивлячись на зменшення тепла і нестійкості. Динамічні процеси призводять до того, що суперосередку починає рухатися правіше від середнього (провідного) потоку. Динамічні сили, в кінцевому рахунку, можуть змусити головний висхідний потік розділитися на 2 окремих висхідних потоку, тобто, кожна суперосередку може розвинути обидва циклонічних (на правій стороні) і антіціклоніческіх (на лівій стороні) обертання в середньому шарі. Це може розділити суперосередку на 2 окремі осередки, при цьому одна буде рухатися вправо, а інша вліво від ведучого потоку. Класичний приклад розколювання шторму стався 28 травня 1996 року в Індіані (США).
Механізм торнадо в суперосередку.
Все суперосередку виробляють суворі погодні умови (град, шквали, зливи), але тільки 30% або менше з них генерують торнадо, тому треба спробувати розрізнити суперосередку, генеруючі торнадо, від більш «спокійних».
Потужний зсув у шарі 0-6 км (довгий годограф) і достатня плавучість необхідні для утворення потужного мезоциклону. Освіта суперосередку в умови істотного викривлення годографа в шарі 0-2 км сприяє розвитку торнадо. Однак розвиток торнадо залежить від динамічної структури шторму. Повинен бути присутнім сильний висхідний потік і вертикальне обертання для сильного мезоциклону і розвитку торнадо. Горизонтальне віхреніе, викликане вертикальним зрушенням є вирішальним у формуванні мезоциклону.
Нижче представлена теорія бароклинной віхренія, пояснює формування торнадо в суперосередку.
Будова і елементи суперосередку.
Головним елементом суперосередку, як було сказано вище, є мезоциклон, візуальним ознакою якого є височіє верхівка (overshuting top) над ковадлом і обертається (але не завжди) хмара-навіс (wall cloud) в підставі суперосередку. Ця хмара округлої або овальної форми показує зону головного висхідного потоку. Його діаметр зазвичай складає 1 - 4 км. У рідкісних випадках у верхній частині цієї хмари спостерігається так зване «хмара-комір» (collar cloud), що має вигляд кільця. Від wall cloud часто в північному напрямку відходить якийсь «відросток» - хмара-хвіст (tail cloud). Ця хмара у вигляді вузької і довгої смуги одним краєм примикає до хмари-навісу і тягнеться від нього зазвичай від зони випадання опадів у північному напрямку. Іноді можна спостерігати інший вид хмари-хвоста - «хвіст бобра» (beaver tail). Воно має вигляд відносно широкої плоскої смуги, схожою на хвіст бобра, від чого і отримало свою назву. Воно примикає до головного висхідному потоку і розташовується приблизно паралельно до теплого фронту (ТФ) суперосередку і простягається зазвичай із заходу на схід. Часто спостерігається одночасно хмара-хвіст, що відходить від хмари-навісу і хвіст бобра. Останній довший і утворюється на більшій висоті. Часто від хмари-навісу розвивається спрямований вниз хмарний відросток - воронкообразное хмара (funnel cloud). Якщо ця воронка досягає поверхні землі, то в цьому випадку вона називається торнадо. У цьому випадку на місці зіткнення торнадо з землею утворюється обертове хмара пилу і сміття (debris cloud). Раніше це утворення називали каскадом. 
У суперосередку майже завжди існує 2 основних низхідних потоку:
1) Тиловий спадний потік (Rear flank downdraft - RFD). Це область осідання сухого повітря на задній стороні мезоциклону, як би обёртивая його навколо, за винятком обл. припливу (inflow). Візуальним ознакою RFD є «чиста щілину» (clear slot) - невелика область менш щільною і більш світлої облачності- вказує на низхідний потік. Цей потік (RFD) формує у земної поверхні тиловий холодний фронт, над якими розвиваються купчасті хмари у вигляді веж (towers), тому що їх висота значно перевищує ширину, з`єднані між собою в ланцюжок або лінію - flanking line towers. Ця лінія зазвичай розташовується на південно-західній стороні від мезоциклону. Лінія купчастих хмар має ступінчастий характер, коли найвище хмара (головна вежа - main tower) розташовується впритул до мезоциклону, поступово зливаючись з ним, збільшуючи суперосередку в розмірі. В районі злиття виділяють вузьку область з інтенсивними опадами та градом - завіса дощу (rain curtain).
2) Передній фланг низхідного потоку (Forvard flank downdraft - FFD). Це головна область низхідних потоків в передній частині суперосередку, де випадають самі сильні опади на великій території. Ці потоки створюють передній ХФ. FFD ідентичний RFD, тільки спостерігається з протилежного боку мезоциклону і ширший. Якраз уздовж переднього ХФ розвивається хмара-полку (shelf cloud) - різновид шквалового ворота-має вигляд горизонтального клина або плоского виступу, нижня частина якого зазвичай має клоччасту / розірваний вигляд через сильні вітри. Поряд з двома холодними фронтами, в суперосередку у поверхні землі існує один теплий фронт (ТФ) - межа між областю припливу теплого повітря і FFD, отже, він простягається від мезоциклону на схід - південний схід від нього і зазвичай стаціонарний або повільно рухається в північно -Східно напрямку, переходячи на деякій відстані в передній ХФ.
Часто в суперосередку низхідні потоки досягають надзвичайної потужності. У цьому випадку вони називаються downbarst ( «вибух вниз»). Досягаючи землі, цей потік поширюється в усіх напрямках, завдаючи сильні руйнування. У нас це явище називається шквалом, проте його швидкість все ж поступається даунбарсту. Розрізняють мікробарсти і макробарсти. Мікробарст - це маленький даунбарст, що поширюється на відстань до 4 км від місця зіткнення з поверхнею. Тривалість мікробарстов зазвичай близько 5 хв. Макробарсти поширюються на відстань понад 4 км і існують набагато довше. Серед даунбарстов розрізняють також сухі і вологі як мікро-, так і макробарсти. Сухі супроводжуються слабкими опадами або зовсім не супроводжуються ними. Вони в основному виникають в суперосередку типу LP. Вологі супроводжуються інтенсивними опадами та спостерігаються відповідно у суперосередку типу HP. Швидкість вітру в даунбарсте може досягати 240 км / год. Формування даунбарста починається при проходженні великих крапель або граду через сухе повітря. При цьому, град починає танути, а краплі випаровуватися. Цей процес вимагає витрат тепла, тому навколишнє повітря охолоджується. Щільність холодного повітря, як відомо, вище теплого, тому охлоджений повітря в суперосередку різко «падає» на землю у вигляді даунбарста. Інтенсивність цього падіння, а отже і швидкість вітру, безпосередньо залежать від швидкості охолодження повітря. Візуальним ознак вологого мікробарста служить таке явище, як «нога дощу» (rain foot). Це горизонтальне випинання (виступ) близько земної поверхні частини смуг падіння опадів. Тобто мікробарст зносить опади у бік.
Поряд з спадними потоками в суперосередку присутній один головний висхідний потік (updraft), розташований між двома спадними. Про його присутності свідчить хмара-навіс і зона, вільна від опадів (precipitation free base). Ця зона є темне і плоска підстава головної вежі (див. Вище), яке на відміну від хмари-навісу не обертається. Не дивлячись на це торнадо можуть розвиватися не тільки з wall cloud, але і від зони, вільної від опадів, особливо коли вона розташована на південній або південно-західній стороні від головної області випадання опадів.
Між областю висхідних потоків і FFD нерідко спостерігається щілину у хмарах ( «чиста зона»). Цей район називається «звід» (vault). Зазвичай він починається з північній частині від хмари-навісу. В районі склепіння часто спостерігається випадання граду і сильно підвищена грозова активність. Ще однією особливістю суперячеек є так звані, смуги припливу (Inflow bands). Вони є хмарами нижнього ярусу, влаштовані паралельно повітряним потокам на нижньому рівні. Оскільки вони розташовуються смугами, то між ними існують т.зв. «Борозни» (striations) - поглиблення або канави, які також влаштовані паралельно повітряним потокам. І борозни і смуги припливу показують напрямок повітряних потоків щодо материнської хмари, а їх зігнутість у вигляді дуг вказує на присутність мезоциклону.
Ковадло суперосередку умовно можна розділити на дві частини - передню і задню. Передня частина набагато більша задньої і сильно витягнута у напрямку руху осередки. Більший інтерес представляє задня її частина, яка називається &ldquo-Back-sheared anvil&rdquo-, що дослівно перекладається як &ldquo-ковадло зі зрушенням назад ». Завдяки інтенсивним висхідним потокам в суперосередку, ця частина ковадла може поширюватися проти вітру, а швидкість вітру на висоті її формування (13-14 км), як видно з годографа, становить понад 40 м / с&hellip-
Невід`ємною частиною суперосередку є вим`яподібні хмари - mammatus або mammatocumulus, які мають вигляд заокруглень (випинань), що звисають з підстави ковадла (як передній, так і задній), часто у вигляді смуг або гряд. Ці хмари можуть знаходиться в десятках кілометрах від мезоциклону, на краю суперосередку. Тривалість існування Mammatus залежить від розмірів крапель (або крижаних кристалів) і коливається від декількох хвилин до декількох годин. Чим більше крапельки і кристали, тим довше існують мамматуси, так як необхідно затратити більше енергії на їх випаровування. Умовою для їх освіти є сусідство вологою і нестійкий стратифікованою повітряної маси в середній і верхній частинах тропосфери над сухою повітряною масою, що займає нижню частину тропосфери. В таких умовах під опускаються кристалами льоду ковадла суперосередку виникає система невеликих висхідних і низхідних повітряних потоків на тлі загального низхідного потоку повітря. Ці потоки і призводять до утворення характерної форми хмар. Іншими словами, ці хмари є відкритими конвективними ячеечкамі з низхідним потоком в центрі кожної і висхідним між ними. Саме той факт, що вони утворюються на низхідних рухах повітря робить їх унікальними.
Механізм утворення великого граду в суперосередку.
Розглянемо причини утворення великого граду в суперосередку. При переміщенні суперосередку найсильніший висхідний потік утворює в ній область, звану «ніша». У цій області краплі і кристали не встигають вирости до розмірів, при яких могли б випадати і виносяться потоком в ковадло. Падаючи вниз, вони знову затягуються всередину висхідного потоку. Така багаторазова рециркуляция частинок опадів і є механізмом, що сприяє утворенню в суперосередку особливо великих градин (іноді більше 10 см в діаметрі). Для освіти градини розміром з кулю для гольфу, вона повинна перебувати в хмарі як мінімум 5 - 10 хвилин. За цей час вона відчуває більше 10 мільярдів зіткнень з переохолоджених краплями, набуваючи шарувату структуру з чергуються шарами прозорого і мутного льоду. При падінні градини такого розміру розвивають швидкість понад 150 км / год, завдаючи серйозної шкоди і травми. Таким чином, чим сильніше висхідний потік, тим довше градини залишаються в хмарі, і тим крупніше вони стають. А так як настільки потужні висхідні потоки спостерігаються тільки в суперосередку, то і градини подібних розмірів утворюються тільки в них.
Зображення суперосередку на радарі.
На радарі Доплера, який використовується в США для спостереження за небезпечними явищами погоди, класична суперосередку має вигляд гігантської коми або «гака», тому її відображення на радарі називають «Hook echo" - відлуння у вигляді гачка (вид зверху). Правильніше сказати, що гачок - це елемент суперосередку, який вказує на присутність потужного мезоциклону і, отже, торнадо. На даному зображенні зона, вільна від радіолуну (увігнута частина) відповідає зоні потужного висхідного потоку і тому не простежено випадання опадів. Район, пофарбований в червоний колір відповідає сильному дощу, граду і торнадо. Тому поява на радарі гачкоподібне відлуння свідчить про високу ймовірність формування торнадо. Дане зображення було отримано 3 травня 1999 року в Оклахомі. Ця суперосередку породила торнадо F5, яке обрушилося на Оклахома-Сіті.
Але далеко не завжди в суперосередку відлуння гачка має настільки чітких вид. У південних штатах найчастіше зустрічаються суперосередку типу HP, не мають виразної форми гачка. Замість цього область, відповідна висхідним потокам і мезоциклону в ній має форму бобу (квасолини), тому що опади спостерігаються і під висхідними потоками.
Якщо ми розріжемо на радарі суперосередку по лінії АВ, то на отриманому вертикальному профілі ми побачимо ще одну особливість розвиненою суперосередку - обмежена область слабкого радіолуну (bounded weak echo region - BWER). Це особливість радіолуну, при якому спостерігається його часткова або повна відсутність в середньому і нижньому шарі атмосфери (WER) і присутність в верхньому. Ця особливість пов`язана з інтенсивним висхідним потоком і майже завжди знаходиться в області припливу. Формування BWER пояснюється тим, що висхідний потік настільки потужний, що виносить частки (гідрометеори) у верхні шари, перш, ніж вони збільшаться до таких розмірів, коли стануть видимими на радарі. BWER зазвичай простежено на висотах від 3 до 10 км і має кілька км в поперечнику. Вище області BWER знаходиться зона інтенсивного радіоеха, звана «Нависання» (Overhang), яка ніби нависає над «порожній» зоною. Виявлення BWER дуже важливо, оскільки його наявність свідчить про суворі явищах погоди.
На схемі представлена еволюція HP суперосередку (А) в bow echo (D). На рис. «А» зображена типова осередок HP. Потім у неї починає розвиватися задній приплив ( «В»), який згодом посилюється ( «С») і вигинає осередок в зворотному напрямку у вигляді bow echo ( «D»)
Класичні і суперосередку типу HP при певних умовах на радарі можуть приймати вид «лука» (зброя) Bow echo. Це відбувається, коли RFD або задня струмінь повітря, посилюючись, змушує суперосередку вигинатися в зворотному напрямку. В результаті, вона набуває вигляду лука на радарі і починає переміщатися в іншому напрямку, формуючи руйнівні вітри на своєму шляху. У цьому випадку, потужні торнадо, які присутні в області гака, руйнуються. Іноді на радарі можна побачити ще один елемент суперосередку - V-виїмка (V-notch). Він має вигляд V-подібною виїмки в передній частині суперосередку. Це явище свідчить про розбіжності потоків навколо потужного висхідного потоку. Також іноді на радарі можна побачити «виїмку припливу» (Inflow notch), у вигляді увігнутого радіолуну в області припливу (теплий фронт) суперосередку і зазвичай збігаються з правим сектором класичної суперосередку, а в суперосередку типу HP розташовується зазвичай зі східної частини.
Відео: суперосередку
Класифікація суперячеек.
Суперосередку зазвичай класифікують на 3 види. Але не всі суперосередку чітко відповідають конкретному виду і часто переходять з одного виду в інший в процесі своєї еволюції. Всі типи осередків породжують суворі погодні умови.
Класична суперосередку (Classic supercell) - Ця суперосередку, представлена на малюнку №1. Тобто це ідеальна суперосередку, в якій присутні майже всі перераховані вище елементи як на радарі, так і візуальні. Показники нестійкості для цього типу складають: Сарі: 1500 - 3500 Дж / кг, Li від -4 до -10. Але в природі такі осередки зустрічаються досить рідко, частіше спостерігаються два інших типу.
Суперосередку типу LP (Low Precipitation). Цей клас суперячеек має невелику область зі слабкими опадами (дощ, град), відокремлену від висхідного потоку. Цей тип може бути легко впізнаваним за рахунок «скульптурних» хмарних борозен в підставі висхідного потоку і іноді має вигляд «страждає голодом» в порівнянні з класичною суперосередку. Це відбувається тому, що вони формуються уздовж т.зв. сухих ліній (коли у пов-ти спостерігається теплий і вологий повітря, який вклинюється, подібно холодного фронту, під жаркіший і сухе повітря, тому що останній менш щільний), маючи мало доступної вологи для свого розвитку, незважаючи на сильний зсув вітру . Такі осередки зазвичай швидко руйнуються не переходячи в інші типи. Як правило, вони генерують слабкі торнадо і град, розміром менше 1 дюйма. Через відсутність сильних опадів, цей тип осередків має слабке віддзеркалення на радарі без чіткого hook echo, незважаючи на те, що в цей час насправді спостерігається торнадо. Грозова активність такого осередку значно нижче в порівнянні з іншими типами і блискавки переважно внутріоблачние (IC), а не між хмарою і землею (CG). Ці суперосередку формуються при Сарі, рівному 500 - 3500 Дж / кг і Li: -2 - (-8). Такі осередки зустрічаються переважно в центральних штатах США в весняні та літні місяці. Також вони спостерігалися в Австралії.
Суперосередку типу HP (High Precipitation). Цей тип суперячеек має набагато більш сильні опади, ніж інші види, які можуть повністю оточувати мезоциклон. Така осередок особливо небезпечна, оскільки може містити потужний торнадо, який візуально прихований за стіною опадів. HP суперосередку часто викликають повені і сильні даунбарсти, але в порівнянні з іншими типами мають меншу ймовірність формування крупного граду. Було відзначено, що ці суперосередку генерують більше колличество IC і CG розрядів, ніж інші типи. Показник Сарі для цих суперячеек становить 2000 - 7000 Дж / кг і більше, а Li повинен бути нижче -6. Переміщуються такі осередки відносно повільно.
Ігор Кибальчич (м.Одеса)
