Эхо крючка - Википедия - Hook echo

Классический крючок отголоски F5 1999 Торнадо Бридж-Крик-Мур.

А крючок эхо кулон или крючок метеорологический радар подпись как часть некоторых суперячейка грозы. Он встречается в нижних частях шторма, когда воздух и осадки попадают в мезоциклон, в результате чего получается изогнутый элемент отражательная способность. Эхо создается дождем, градом или даже обломками суперячейки.[1] Это одна из классических отличительных черт торнадо -производящие суперячейки.[2] В Национальная служба погоды может учитывать наличие эхо-сигнала, совпадающего с сигнатура вихря торнадо достаточно, чтобы оправдать выдачу предупреждение о торнадо.[3][4]

История

Из-за непредсказуемого и потенциально катастрофического характера торнадо возможность обнаружения торнадо с помощью радара обсуждалась в метеорологическом сообществе еще на заре появления метеорологических радаров.[5] Первая связь между торнадо и крючковым эхом была обнаружена Э.М. Бруксом в 1949 году.[6] Брукс отметил на радаре круговорот с радиусами примерно 8-16 км. Эти циркуляции были связаны с грозами сверхъячейки и были названы Бруксом «циклонами торнадо».

Первая задокументированная связь между эхом от крюка и подтвержденным торнадо произошла около Урбана-Шампейн, Иллинойс 9 апреля 1953 г.[7][8] Это событие было непреднамеренно обнаружено Управлением водоснабжения штата Иллинойс. инженер-электрик Дональд Стэггс. Стэггс ремонтировал и тестировал экспериментальный осадки измерительный радиолокационный блок, когда он заметил необычное радиолокационное эхо, связанное с близлежащей грозой. Необычное эхо оказалось областью осадков в форме числа шесть - отсюда и современный термин «крючковое эхо». Стэггс решил записать эхо для дальнейшего анализа метеорологи. Изучив необычные данные эхосигнала, метеорологи Ф.А. Хафф, Х.В. Хейзер и С.Г. Биглер определили, что разрушительный торнадо произошел в географическом месте, которое соответствовало "шестиугольному" эхо, наблюдаемому на радаре.

Видный сильный шторм Исследователь Тед Фуджита также задокументированы эхо-сигналы от различных грозовых ячеек, которые произошли 9 апреля 1953 года - в тот же день, что и Huff et al. открытие.[9] После детального изучения эволюции крючковых эхо-сигналов Фудзита предположил, что некоторые сильные грозы могут вращаться.

Дж. Р. Фулкс разработал первую гипотезу об образовании крючкового эха в 1962 году.[10] Фулкс проанализировал скорость ветра данные из Доплеровский метеорологический радар единиц, которые были установлены в Центральная Оклахома в 1960 г. Доплеровские данные о скорости ветра во время гроз продемонстрировали связь между сильными горизонтальными сдвиг ветра и мезоциклоны, которые были идентифицированы как потенциально способные производить торнадо.[2]

Интерпретация

Диаграмма воздушного потока в суперячейке

Отголоски крючка - это отражение движения воздуха внутри и вокруг грозовой суперячейки. Перед основанием шторма приток из окружающей среды засасывается нестабильностью воздушных масс. По мере того, как он движется вверх, он охлаждается медленнее, чем облачная среда, потому что он очень мало смешивается с ней, создавая трубку без эха, которая заканчивается на более высоких уровнях, образуя ограниченная область слабого эха или BWER.[2] В то же время в грозовое облако попадает средний поток холодного и более сухого воздуха. Поскольку он более сухой, чем окружающая среда, он менее плотный и опускается за облако и образует нисходящая тяга заднего бока, высушивая среднюю часть задней части облака. Два течения образуют вертикальный сдвиг ветра, который затем развивает вращение и может взаимодействовать, образуя мезоциклон. Затягивание вращения у поверхности может вызвать торнадо.[2]

А Доплер на колесах изображение ураганной грозы рядом Ла Гранж, Вайоминг (США) захвачены во время VORTEX2 проект. На изображении скорости слева синие / зеленые цвета представляют ветер, движущийся к радару, а красные / желтые цвета указывают на ветры, движущиеся в сторону от радара. На изображении отражательной способности справа можно увидеть основную часть шторма, при этом отросток в нижней части шторма представляет собой крючковое эхо.

Рядом с зоной взаимодействия на поверхности будет сухая щель, вызванная восходящим потоком с одной стороны, и непрозрачная область под нисходящим потоком с задней стороны с другой стороны. Это источник эхо-сигнала, видимого на радаре у поверхности. Таким образом, крючковые эхо-сигналы являются относительно надежным индикатором активности торнадов; однако они просто указывают на присутствие более крупной структуры мезоциклона в смерч-шторме, а не на прямое обнаружение торнадо.[2] Во время некоторых разрушительных торнадо обломки, поднимаемые с поверхности, могут быть обнаружены как "шар мусора "на конце крюковой конструкции. Не все грозы, демонстрирующие крючковые эхо-сигналы, производят торнадо, и не все производящие торнадо суперячейки содержат крюковые эхо-сигналы.

Использование доплеровских метеорологических радиолокационных систем, таких как NEXRAD, позволяет обнаруживать сильные низкоуровневые мезоциклоны, которые производят торнадо, даже когда крючковый эхо-сигнал отсутствует, а также обеспечивает большую уверенность при наличии крючкового эхо-сигнала. Обнаруживая гидрометеоры При движении к месту нахождения радара и от него выявляются относительные скорости воздушного потока в разных частях шторма. Эти области жесткого вращения, известные как «скоростные пары», теперь являются основным триггером для выдачи предупреждения о торнадо. В сигнатура вихря торнадо это обнаружение на основе алгоритма.[11]

Ограничение наблюдения

Отголоски крючка не всегда очевидны. Особенно в Южные Соединенные Штаты, грозы имеют тенденцию принимать структуру большего количества осадков, окружающих мезоциклон, что приводит к изменению суперячейки с большим количеством осадков (HP), которая затемняет форму крючка. Вместо этого суперячейки HP часто имеют подвесной элемент с высокой отражательной способностью или выемку на переднем боку (FFN), напоминающую форму «фасоли почки». Еще одним ограничивающим фактором является разрешающая способность радара. До 2008 года NEXRAD имел разрешение по дальности 1000 метров, тогда как процессы, приводящие к эхо-сигналу, происходили в меньшем масштабе.[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Гликман, Тодд С. (редактор) (2000). «Крючок Эхо». Глоссарий по метеорологии (2-е изд.). Американское метеорологическое общество. ISBN  978-1-878220-34-9.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (ссылка на сайт)
  2. ^ а б c d е Марковский, Пол М. (2002). «Отголоски крюка и нисходящие потоки с тыла: обзор». Пн. Wea. Rev. 130 (4): 852–76. Bibcode:2002MWRv..130..852M. Дои:10.1175 / 1520-0493 (2002) 130 <0852: HEARFD> 2.0.CO; 2.
  3. ^ Ангел, Джим (9 апреля 2013 г.). "ISWS - пионер в отслеживании торнадо с помощью радара". Управление водных ресурсов штата Иллинойс. Получено 2013-05-22.
  4. ^ "Руководство по предупреждению о торнадо" (PDF). Национальная служба погоды. Весна 2002 года. Архивировано с оригинал (PDF) 6 марта 2013 г.. Получено 16 июня, 2013.
  5. ^ Хафф, Ф.А., Х.В. Хисер и С.Г.Биглер, 1954: Изучение торнадо в Иллинойсе с использованием данных радара, синоптической погоды и полевых съемок. Отчет об исследовании 22, Шампейн, Иллинойс, стр.73.
  6. ^ Брукс, Э. М. (1949). «Циклон торнадо». Weatherwise. 2 (2): 32–33. Дои:10.1080/00431672.1949.9930047.
  7. ^ Хафф, Ф.А., Х.В. Хизер и С.Г.Биглер, 1954: Изучение торнадо в Иллинойсе с использованием данных радара, синоптической погоды и полевых съемок. Отчет об исследовании 22, Шампейн, Иллинойс, стр.73.
  8. ^ Ангел, Джим (9 апреля 2013 г.). "60 лет первому торнадо, обнаруженному радаром". Климатология штата Иллинойс. Управление водных ресурсов штата Иллинойс. Получено 22 мая, 2013.
  9. ^ Фудзита, Т. Т. (1958). "Мезоанализ торнадо Иллинойса 9 апреля 1953 г.". Журнал метеорологии. 15 (3): 288–296. Bibcode:1958JAtS ... 15..288F. Дои:10.1175 / 1520-0469 (1958) 015 <0288: MOTITO> 2.0.CO; 2.
  10. ^ Фулкс, Дж. Р. (1962). О механике торнадо. Национальный проект по серьезным штормам, представитель № 4. Бюро погоды США.
  11. ^ Пол Шлаттер, Отдел обучения принятию решений по предупреждению (сентябрь 2009 г.). "Операционный курс дистанционного обучения WSR-88D; Тема 5, Урок 19". Онлайн. Архивировано из оригинал 27 февраля 2013 г.. Получено 16 июня, 2013. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  12. ^ "NWS Louisville: структура и динамика суперячейки". Получено 1 июня 2013.

внешняя ссылка