Фізика

Чому торнадо трапляються на початку року в Західному Теннессі?

Березень 2002 р

Смерчі здаються могутніми, але це також делікатні шторми, які відбуваються за лічені хвилини, і гинуть так само швидко. Прогнозування торнадо - наука непевна, їй ще багато чого слід вивчити.

Близько 75% усіх смерчів відбувається в США, оскільки ми живемо там, де арктичні повітряні маси стикаються з теплим повітрям із Перської затоки. Кожної весни ці великі посилки повітря роблять смертельне до-сі-до, штовхаючи та штовхаючи одне одного, створюючи деякі найжорстокіші погоди у світі. Конвекція, змішування повітря круговими рухами, відбувається вздовж «фронтальної зони». Тут утворюються дуже сильні грози, але більшість із них не породжують торнадо.

Торнадичні грози вимагають особливих умов, але перш за все великої кількості теплової енергії. Повітря, що обіймає землю, повинно бути вологим і теплим. Хто може забути жахливі смерчі Джексона три роки тому? Зима '99 була теплою, температура за день до торнадо сягала далеко до 70-х. Ось чому торнадо на Півдні зазвичай трапляється рано ввечері після теплого дня.

Над вологим, теплим повітрям повинен бути ще один шар теплого сухого повітря, а найголовніше - шар холодного сухого повітря. Цей стан називається "інверсія температури" і є незвичним, оскільки холодне, щільне повітря знаходиться вище теплого, менш щільного повітря. Швидкість вітру шарів різна, створюючи "зсув вітру". Цей зсув вітру забезпечує поштовх для обертання повітряного стовпа.

Порушення верхніх шарів атмосфери може спровокувати вологе, тепле повітря внизу, щоб "пробити" прохолодне повітря над ним. Вологе, тепле повітря, спіралі під час підйому, сприяє зсуву вітру різних шарів, і коли повітряний стовп піднімається, водяна пара конденсується, утворюючи крапельки води. (Смерчі - це справжні хмари, заповнені краплями води; термін «хмара воронки» є точним.)

Це конденсація крапель води, що справді спонукає двигун торнадо. Коли речовина переходить з газу в рідину, виділяється «приховане тепло». Тепло, що виділяється, коли пара стає рідким, величезне, 540 калорій на грам. Ця спека змушує повітряний стовп продовжувати підніматися. Піднімаючись, він охолоджується, утворюється більше крапель, виділяючи більше тепла, що підсилює рух колони. Це в поєднанні зі зсувом вітру збільшує швидкість спірального повітряного стовпа, і якщо продовжувати його досить довго, утворюється торнадо.

Це пояснення, хоч і спрощене, говорить нам, чому останнім часом ми зазнали смерчів на початку року. Корінні джексонці знають, що останнім часом у нас зима була теплішою. Тепле повітря Перської затоки потрапляє сюди раніше, часто в січні. Коли у вас було багато теплих зимових днів і наближається холодний фронт, стежте за погодою. Ви можете побачити хмару воронки. Але ми сподіваємось, що ні.