Squall Line-ok III. - Tulajdonságaik

---

 3.1 Peremfelho 

A peremfelho a squall line-ok jellegzetes felhoformája (de természetesen más zivataroknál is gyakran megfigyelheto), ami az intenzív konvektív vonal vezeto élén jelentkezik. A peremfelho akkor alakul ki a zivatarokban vagy azok közvetlen környezetében, amikor a cellákból kifutó és elorenyomuló gust front a viszonylag meleg, nedves levegot felfelé kényszeríti. A squall line-okban természetüknél fogva szinte mindig igen eros gust front alakul ki, így többségüknél meg lehet figyelni a peremfelhot, amelynek átvonulásakor többnyire igen eros, viharos (alkalmanként orkán ereju) széllökések tapasztalhatók.

 

3.2 Mi az a hátoldali jet, és miért alakul ki?

Ahogy a squall line fejlodése során eléri érett fázisát, az elorenyomuló konvektív cellák az eloterükben található meleg levegot megemelik, majd pedig a magasban a rendszer hátsó részébe/hátoldali részébe szállítják. Ugyanakkor a rendszerbol kiáramló hideg levego egy része is hátrafelé terjeszkedik - a rendszer mozgásához képest - szintén hátrafelé terjedo sztratiform (réteges) jellegu csapadéknak köszönhetoen. A squall line vertikális keresztmetszetét szemlélve a felszínen elhelyezkedo hideg levego fölött a magasban meleg levego található, középszinteken alacsonyabb a talajon magasabb légnyomást okozva. A felszíni szélmezo a magas légnyomású terület felol történo kifelé áramlás révén divergens, míg a középszintek alacsony légnyomású területén konvergens lesz. Ez a középszintu összeáramlás a rendszer hátsó részébol a rendszer belseje illetve elülso részébe irányuló, gyakran igen nagy szélsebességekkel kísért áramlást, ún. hátoldali jetet (rear-inflow jet - RIJ) hoz létre.

Ismétlés: Horizontális örvényesség
A horizontális örvényesség és a vertikális szélnyírás zivatarok felépítésére és fejlodésre gyakorolt szerepének elméletét A KONVEKCIÓ ALAPJAI III. - A SZÉLNYÍRÁS ÉS A KONVEKCIÓ KAPCSOLATAcímu anyagukban mutattuk be részletesen. Összefoglalásképpen: a vertikális szélnyírás növekedésével, a zivataros hideg légtömeg és a szélnyírás közötti kölcsönhatás egy olyan járulékos tényezoként jelenik meg, amely a zivataros kiáramlás megfelelo részein jelentos többlet emelo hatást fejthet ki. Ezen plussz hatás még egy viszonylag homogén légköri környezetben is képes lehet újabb és újabb cellák generálására. A horizontális örvényesség elmélete jól használható a szélnyírás, zivataros hideg légtömeg közötti kölcsönhatás leírásához.

 

3.3 A zivatar nyomási mezejének fejlodése vertikális metszeten

A 3.1-es fejezetben megmutattuk, hogyan alakul át egy squall line a szélnyírási vektorral megegyezo irányban képzodo rendszerbol egy szélnyírás vektorral ellentétes irányba alakuló rendszerré, miközben belsejében hátoldali jet képzodik. Mivel a légkörben az örvényességi és nyomási mezo igazodik egymáshoz, a rendszer fejlodését mindkét mezo segítségével leírhatjuk. Az eddig tárgyalt folyamatokat figyelembe véve a fenti ábrán H (relatív magasnyomás) illetve L ( relatív alacsonynyomású) területek különíthetok el.

A ábra bal alsó részérol indulva egy sekély alacsony légnyomású terület látható, amelyet a meleg levego hátoldali jetbol származó részének a süllyedése (leereszkedése) hoz létre. A zivataros hideg légtömegen belül egy magas légnyomású terület látható. Ez a felszín közeli mezoléptéku magas nyomás kölcsönhatásba lép a középszintek meleg, mezoléptéku alacsony nyomású területével, kialakítva ezzel a hátoldali jet forrását. Végül a zivatarrendszer felso szintjein egy magasabb nyomású területet találunk a tropopauzán túlnyúló feláramlások következtében, mivel ott az eros triggerek miatt még mindig emelkedo levego hidegebb, mint a környezete. A nyomási mezo mivel nagymértékben hidrosztatikus, annak igazodnia kell a homérsékleti mezohöz,  amelyet szintén feliratoztunk a diagrammon.

 

3.4 Mi határozza meg a hátoldali jet erosségét?

 

A hátoldali jet erosségét a következo három tényezo befolyásolja:

a) a leáramló hideg levego és a feláramló levego homérséklet különbsége
b) a környezet levegojének instabilitása
c) a középszintu kiszáradás

A hátoldali jet erossége a mezoléptéku konvektív rendszerekben közvetlen összefüggésben van a felhajtóero rendszeren belüli megváltozásával, amelyet az alul kifutó zivataros hideg légtömeg és a feláramlások homérsékletének különbsége hoz létre. A fenti ábrákon két eltéro környezeti feltétel esetén vizsgálhatjuk meg a hátoldali jet erosségét. A sárgával jelölt felszínrol indított légrész termodinamikai útját a környezet pirossal jelölt homérsékleti profiljával összehasonlítva egészen a felhotetoig igen nagy instabilitás mutatkozik. Példaként említve a legfelso esetben a Lifted index értéke -8, míg az alatta lévo kevésbé instabil esetben csak -2 fok. Az instabilitás mértékében ez az eltérés az egész rendszer erosségében jelentos különbségeket okoz. Fontos megjegyezni, hogy a zivataros hideg légtömeg erossége (a homérséklet különbsége a közvetlen környezetéhez képest) közvetlen összefüggésben van a környezet labilitásának mértékével. Minél nagyobb ugyanis a labilitás a légkörben, a benne kialakuló zivatarokban annál intenzívebb, jelentos csapadékkal és nagyobb mennyiségu jéggel kísért leáramlások alakulnak ki, így a szétáramló hideg levego is annál huvösebb lesz. Ennek megfeleloen jellemzoen növekszik a hátoldali jet erossége a környezeti instabilitás emelkedésével.
A középszintu kiszáradás szintén hozzájárul a mezoléptéku konvektív rendszerek hevességéhez, amit a kiterjedt szélkárokkal járó squall line-okat vizsgáló klimatológiai tanulmányok alapján mutattak ki. Ugyanis ha a csapadékhullás során a csapadékelemek (esocseppek, jégszemek) és az esésük következtében kialakuló, viszonylag telített leáramlás egy száraz légrétegen haladnak keresztül, két dolog következik be: egyrészt a leáramló levego összekeveredik a szárazabb levegovel, ami az elobbi telítetlenné válását eredményezi; másrészt emiatt a csapadékelemek felszínén eroteljes párolgás indul meg a levego telítetté tételéhez. A párologtatás azonban hot von el a levegotol, ami csökkenti annak homérsékletét. Ezek alapján a zivataros hideg légtömeg lehulésének mértékét a középszintu kiszáradás is növeli (lásd a fenti ábrákon Td görbét). A homérséklet csökkenése negatív felhajtóerot generál, ami tovább növeli a leáramlás és a felszín közeli szétáramlás sebességét, ez pedig ugyancsak hozzájárul a hátoldali jet erosségéhez, valamint a squall line-okban tapasztalható kifutószelek intenzitásához.