A mezoskála és a konvekció fogalma

Kategória: 
ismerettejesztő anyagok

A mezoskála és a konvekció fogalma

A légköri folyamatok skálái

A földi légkörben kialakuló zivatarok, zivatarrendszerek és a hozzájuk kapcsolódó folyamatok nem tetszőleges kiterjedésűek, méreteiknek határt szabnak a légköri mozgásokat kormányzó törvényszerűségek. Magyarán egy zivatarcella például nem lehet 1000 km-es átmérőjű, mint ahogy 10 m-es sem. Ugyanez érvényes a jelenségek időtartamára is. A zivatarcella élettartama jellemzően 30 perc és 1 óra közé tehető. Olyan zivatart azonban még senki nem figyelt meg, és nem is fog, ami 2 napig élne vagy 45 másodpercig. A légkör belső törvényei egyszerűen ezt nem teszik lehetővé.  Ezek a méret- és időbeli korlátok, amelyek minden légköri jelenségre érvényesek, indokolják a jelenségek jellemző nagyságuk és időtartamuk szerinti osztályozását. A légkör folyamatait Orlanski nyomán három méret illetve időskálába sorolhatjuk be: makro- (vagy szinoptikus), mezo- illetve mikroskála osztályaiba. A konvektív folyamatok többsége (zivatarcella, zivatarrendszerek stb.) a mezoskála csoportjába tartozik. A fenti táblázatra kattintva láthatjuk részletesebben a légköri mozgásrendszerek Orlanski-féle felosztását.

Az ilyen típusú felosztás hátránya, hogy eléggé merev határok közé próbálja szorítani a jelenségeket, amik természetesen többnyire nem engedelmeskednek az ember alkotta önkényes kategorizálásnak. Magyarán az egyes csoportok között bizonyos mértékű átfedés lehetséges, egy adott jelenségtípus két szomszédos osztályba is besorolható. Egy squall line például felvehet néhány tíz kilométeres méretet, ami a mezo-β skálának felel meg, de nem ritkák (különösen az USA-ban) a több száz kilométeresre megnövő zivatarláncok, ez pedig már a mezo-α skála csoportja. Tehát a squall line-ok a mezo-β illetve mezo-α osztályba is besorolhatók, azt mindig a konkrét helyzet dönti el, hogy épp melyik kategóriával van dolgunk. Meg kell  jegyezni továbbá, hogy a méret szerinti felosztás a jelenség horizontális mérete alapján történik, a függőleges kiterjedés alapján történő osztályozásnak nincs jelentősége. 
 

Szinoptikus (makro-) skála

 

 A mezoskála rövid ismertetése előtt érdemes röviden kitérni a szinoptikus skála jellemzésére, mivel ez a skála nem független a mezoskálától, a makroskála folyamatai kihatnak a mezoskálájú képződmények működésére, és vica versa. A szinoptikus skálájú folyamatokhoz (legalábbis a mezoskála szempontjából fontos makro-β alosztályhoz) a mérsékelt égövi ciklonokat illetve az őket közvetlenül kormányzó magaslégköri hosszúhullámokat szokás sorolni. A képződmények tipikus kiterjedése 1000 km-es nagyságrendű, élettartama pedig néhány nap. A szinoptikus skálán zajló folyamatok adják a hátteret illetve a környezetet a mezoskála eseményeinek, mintegy megágyaznak a konvektív folyamatoknak. Egy ciklon melegszektora, illetve a magasban fölé helyeződő hideg levegő egy hosszúhullámú teknő előoldalán többnyire destabilizálja a légkört, kedvező "táptalajt" biztosítva a zivatarok kialakulásához. Ugyanakkor a makroskálájú folyamatok közvetlenül be is indíthatják (idegen szóval "triggerelhetik") a konvekciót, például a már említett hosszúhullámú teknő mentén megnyilvánuló nagytérségű emelőhatás révén.  
 

 

Mezoskála

A mezoskála, ami részletes vizsgálataink tárgyát képezi, jellemzően a méretben 2-2000 km-ig, időben pedig az órától a napos nagyságrendig terjedő folyamatokat öleli fel. A mezoskála további 3 alcsoportra osztható (mezo-α, -β illetve -γ, lásd az első ábrát). A mezoskála felöleli a zivatarok és zivatarrendszerek (egycellás zivatar, multicellás zivatar, szupercella, squall line, MKK) teljes spektrumát. Ezeket későbbi ismertető anyagainkban részletesen bemutatjuk.

Mikroskála

A néhány centimétertől az 1-2 km-ig illetve a néhány másodperctől az 1 óráig terjedő tartomány a mikroskála, ami magában foglalja a zivatarokhoz kapcsolódó valamennyi kísérőjelenséget, úgymint tornádó, microburst (a macroburst, ami Fujita definíciója szerint a 4 km-nél nagyobb lezuhanó légtestet jelent, már a mezo-γ osztályába esik), gustnado, porördög stb. Ezeket a jelenségeket a későbbiek folyamán szintén részletesebben ismertetni fogjuk. A mikroskála szintén felbontható három alosztályra, mikro-α, -β illetve -γ skálára (lásd az első ábrát).
 

 

A konvekció fogalma

A mezoskálán működő zivatarok, zivatarrendszerek a konvekció révén alakulnak, ami nem más, mint a levegő függőleges (vertikális) irányú elmozdulása. A konvekció azért jön létre, mert a légkör valamilyen hatás következtében kibillen egyensúlyi helyzetéből, aminek következtében vertikális mozgás indul meg. A légkör függőleges irányú egyensúlyi helyzete az ún. hidrosztatika. Ez nem jelent mást, mint hogy a föld felszínére nehezedő levegő súlyát (más szóval a nehézségi vagy gravitációs erőt) tökéletesen kiegyenlíti a levegő függőleges sűrűségcsökkenéséből adódó (felfelé irányuló) ún. nyomási gradiens erő, azaz eredőjük nullát ad (lásd oldalsó ábra). Ha a gravitációs erőt kikapcsolnánk, akkor a Föld légköre elillanna az űrbe, ha viszont a nyomási gradiens erőt szüntetnénk meg, akkor az összes levegőmolekula a földfelszín feletti vékony rétegben gyűlne össze. Ez a természetszerűleg ébredő két erő egyensúlya alakítja ki a légkörben tapasztalható függőleges sűrűségeloszlást (nevezetesen a sűrűség egyenletes csökkenését a magassággal).

 

 
A fentebb vázolt egyensúly akkor bomlik fel, ha megjelenik egy plusz erő, a feláramlás esetében egy felfelé irányuló kényszer, ami a korábban fennálló erőegyensúlyt felbontja, mivel az erők eredője ekkor nem nullát eredményez. Az erők eredője maga a már említett felfelé mutató kényszer lesz, ami beindítja a függőleges mozgást (lásd oldalsó ábra). Ha feláramló levegő megfelelő mennyiségű nedvességet tartalmaz, akkor egy bizonyos mértékű emelkedés után megtörténik a felhőképződés, majd további feltételek esetén a zivatarrá fejlődés. A konvekció tehát mindig az erőegyensúly megbomlása miatt alakul. A plusz erőt számtalan tényező jelentheti: felhajtóerő, mechanikus emelés (pl. front, konvergenciavonal, domborzat) vagy dinamikus emelés (jet, örvényesség-advekció, nem-hidrosztatikus nyomási járulék). A fentiekből az is következik, hogy mindig szükség van egy kiváltó körülményre, ami a függőleges átrendeződést megindítja. A konvektív előrejelzések egyik nagy kihívása, hogy a légkörben megnyilvánuló lehetséges kényszerek közül azonosítsuk azokat, amelyek képesek beindítani a mélykonvekciót (a troposzféra csaknem teljes rétegére kiterjedő feláramlásokat). Ha ez sikerül, akkor már jelentős lépést tettünk afelé, hogy a zivatarok kipattanásának helyét és idejét is meghatározzuk.
 
    
Írta / készítette: 

Csirmaz Kálmán

Fordította: 

Csirmaz Kálmán

Élő viharvadászat

Konvektív előrejelzés

Convective forecast

Köszönjük!

Támogasd a
Viharvadászok Egyesületét
adód 1%-ával!

Adószámunk: 
18033108-1-03

Részletekért kattints!

Zivatar valószínűség a következő órákban

+0h+3h+6h

Navigáció

Belépés

Jelenlévő felhasználók

Jelenleg 0 felhasználó és 4 vendég van a webhelyen.

Copyright

Az oldalon található minden tartalom (szöveg, kép, videó) - kivéve ahol a feltüntetett forrás ettől eltér - a Magyarországi Viharvadászok és Viharkárfelmérők Közhasznú Egyesületének tulajdonát képezi. Bármilyen nemű felhasználáshoz az Egyesület hozzájárulása szükséges.

info@szupercella.hu