대기 불안정

Atmospheric instability
이라크 라마디의 먼지 악마.

대기불안정은 일반적으로 지구의 대기가 불안정한 것으로 간주되고 그 결과 날씨는 거리와 시간에 [clarification needed][1]따라 높은 수준의 변동에 노출된다.대기 안정성은 수직 운동을 억제하거나 억제하는 대기의 경향에 대한 척도이며 수직 운동은 다양한 유형의 기상 시스템 및 그 심각도와 직접적으로 관련이 있다.불안정한 상태에서는 공기 한 구획과 같은 들어올린 것이 고도에서 주변 공기보다 따뜻해집니다.더 따뜻하기 때문에 밀도가 낮고 더 오르기 쉽다.

기상학에서 불안정성은 벌크 리처드슨 수, 리프팅 지수, K 지수, 대류 이용 가능 잠재 에너지(CAPE), 쇼월터, 수직 총계와 같은 다양한 지수로 설명할 수 있다.대기 불안정성 자체뿐만 아니라 이러한 지수에는 높이 또는 감률로 대류권을 통과하는 온도 변화가 포함된다.습한 대기의 대기 불안정의 영향에는 따뜻한 바다에서 열대성 사이클로제네이션과 난류를 초래할 수 있는 뇌우 발달이 포함된다.건조한 대기에서는 열등한 신기루, 먼지 악마, 증기 악마, 불 회오리 등이 형성될 수 있습니다.안정적인 대기는 이슬비, 안개, 대기 오염 증가, 난기류 부족, 기복 보어 형성 등과 관련이 있을 수 있습니다.

폼

앤빌은 빅토리아 주 스위프트 크릭 상공에서 성숙한 단계에서 뇌운 모양을 만들었습니다.

대기 [2]불안정성에는 두 가지 주요 형태가 있습니다.

대류 불안정 상태에서 따뜻한 공기의 상승 형태로 대류를 통한 열 혼합은 구름의 발달과 강수 또는 대류 폭풍으로 이어질 수 있습니다.동적 불안정성은 공기의 수평 이동과 공기에 가해지는 물리적 힘(예: 코리올리력 및 압력 경사력)을 통해 생성됩니다.동적 리프팅과 혼합은 종종 시놉틱 스케일에서 클라우드, 강수량 및 폭풍우를 발생시킵니다.

불안정 원인

참고 항목: 경과율

대기의 안정성은 부분적으로 수분 함량에 따라 달라집니다.매우 건조한 대류권에서는 상승 시 높이가 1km당 9.8C 미만일 때 온도가 감소하면 안정성이 나타나지만, 변화가 크면 불안정성을 나타낸다.이 감률은 건조 단열 [3]감률로 알려져 있습니다.완전히 습한 대류권에서는 상승 시 높이가 1km당 6C 미만일 때 온도가 감소하면 안정성이 나타나지만, 변화가 크면 불안정성을 나타낸다.섭씨 6도에서 9도 사이입니다.상승당 8C 온도 감소, 조건부 불안정이라는 용어가 사용됩니다.

그 결정에 사용되는 지수

다음 항목도 참조하십시오.벌크 리처드슨 수, 대류 가능 잠재 에너지, K-지수(기상학) 및 상승 지수

리프팅 인덱스

리프팅 지수(LI)는 보통 켈빈 단위로 표현되며, 환경 Te(p)와 대류권의 특정 압력 높이(일반적으로 500hPa(mb)에서 단열적으로 상승된 공기 구획 사이의 온도 차이이다.값이 양수이면 대기가 안정되고 음수이면 대기가 불안정합니다.-2 미만의 값을 가진 뇌우가 예상되고 -6 [4]미만의 값을 가진 혹독한 날씨가 예상됩니다.

K 인덱스

K-index 값 뇌우 확률
20 미만 없음.
20 ~ 25 고립성 뇌우
26~30 산재하는 뇌우
31 ~ 35 산발적인 뇌우
35세 이상 수많은[5] 뇌우

K지수는 산술적으로 도출된다: K-index = (850hPa 온도 – 500hPa 온도) + 850hPa 이슬점 – 700hPa 이슬점 감압

  • 850hPa(해발 5,000피트(해발 1,500m))와 500hPa(해발 18,000피트(5,500m)) 사이의 온도 차이는 수직 온도 감률을 매개변수로 지정하기 위해 사용됩니다.
  • 850hPa의 이슬점은 저층 대기의 수분 함량에 대한 정보를 제공합니다.
  • 습윤층의 수직 범위는 700hPa 온도(해발 3,000m)와 700hPa [4]이슬점의 차이로 나타납니다.

케이프 및 CIN

뇌우 유형 및 복합체에 유리한 조건

대류 가능 위치 에너지(CAPE)[6]는 대기를 통해 특정 거리를 수직으로 들어올릴 경우 공기 구획이 가질 수 있는 에너지의 양입니다.CAPE는 효과적으로 항공 소포의 양의 부력이며 대기 불안정의 지표로 악천후 예측에 유용하다.CIN(대류 억제)은 B-로 표현되는 효과적으로 음의 부력이다. 즉, B+ 또는 단순 B로 표현되는 대류 가용 전위 에너지(CAPE)의 반대이다.CAPE와 마찬가지로 CIN은 보통 J/kg 단위로 표시되지만 값이 같기 때문에 m/s로도22 표시할 수 있습니다.실제로 CIN은 부력에너지(NBE)라고 불리기도 합니다.

이는 열적으로 성층화된 대기에서 발견되는 유체 불안정성의 한 형태로, 차가운 유체가 따뜻한 유체에 덮여 있습니다.기단이 불안정할 경우 위쪽으로 이동되는 기단의 요소는 변위된 공기와 변위된 (높은) 고도에서 외부 공기의 압력 차이에 의해 가속됩니다.이것은 일반적으로 상승하는 운동으로 인해 대류로부터 수직으로 발달한 구름을 생성하며, 이는 결국 뇌우를 초래할 수 있습니다.한랭전선과 같은 다른 현상에서도 발생할 수 있습니다.지표면의 공기가 더 차가워져도 중위권에는 여전히 따뜻한 공기가 있어 상위권으로 올라갈 수 있다.그러나 수증기가 충분하지 않으면 응결 능력이 없어 폭풍, 구름, 비가 형성되지 않는다.

벌크 리처드슨 번호

벌크 리처드슨 수(BRN)는 수직 안정성과 수직 윈드시어(일반적으로 안정성을 전단(shear)로 나눈 값)와 관련된 무차원 수이다.열로 생성된 난류와 수직 전단에서 발생하는 난류의 비율을 나타냅니다.실질적으로 그 값은 대류가 자유인지 강제인지를 결정합니다.높은 값은 불안정 및/또는 약한 전단 환경을 나타내고 낮은 값은 약한 불안정성 및/또는 강한 수직 전단 환경을 나타냅니다.일반적으로 10~45 범위의 값은 슈퍼셀 개발에 유리한 환경 조건을 시사한다.

쇼월터 색인

Showalter 지수는 850hPa 수준에서 온도를 취한 후 포화 상태까지 단열 건조시킨 다음 500hPa 수준까지 측정한 후 관측된 500hPa 수준 온도로 빼서 계산한 무차원 수치이다.값이 음수이면 대기의 하부가 불안정하고 값이 -3 [7]미만일 때 뇌우가 예상됩니다.Showalter 지수의 적용은 잠재적인 대류 상승을 은폐하는 850hPa 미만의 시원하고 얕은 공기 덩어리가 있을 때 특히 유용합니다.그러나 지수는 850hPa 이상으로 확장되는 차가운 층이 있고 850hPa [8]미만의 주간 복사 변화나 습기를 고려하지 않을 경우 잠재적 대류 상승을 과소평가할 것이다.

영향들

물결형 보어파 이미지
다음 항목도 참조하십시오.더스트 데블, 미라지, 천둥번개, 물결 모양 보어

안정된 분위기

맑고 고요한 밤과 같은 안정된 상태는 오염물질이 지면에 [9]갇히게 할 수 있습니다.이슬비는 습한 기단 내에서 안정될 때 발생합니다.안정된 층 내의 공기는 [10]난류가 아닙니다.차가운 물살에 가까운 대륙의 서쪽에서 흔히 볼 수 있는 안정된 대기인 해양층과 관련된 조건은 밤과 아침 [11]안개로 이어진다.한랭 전선이나 유출 경계와 같은 낮은 수준의 경계선이 차갑고 안정적인 공기 층에 근접할 때 물결 모양의 보어가 형성될 수 있습니다.다가오는 경계는 중력파라고 알려진 파동 같은 움직임을 만들어 내는 대기 중에 교란을 일으킬 것이다.비록 물결 모양의 보어 파동이 하늘을 가로지르는 구름 띠처럼 보이지만, 그것들은 횡파이며 다가오는 폭풍으로부터의 에너지 전달에 의해 추진되고 중력에 의해 형성됩니다.이 파도의 잔물결 같은 모습은 조약돌을 연못에 떨어뜨리거나 움직이는 배가 주변 물에 파도를 일으킬 때 물속에서 일어나는 동요로 묘사된다.물체는 파동이 통과하는 물이나 매체를 대체하고 매체는 위로 이동한다.그러나 중력에 의해 물이나 매질이 아래로 당겨지고 이 주기의 반복은 횡파 [12]운동을 일으킨다.

불안정한 대기

'가짜 물'이 표면에 나타나는 뜨거운 도로 위의 신기루

대류권의 불안정한 층 내에서 공기 소포의 인양이 일어나며, 인근 대기가 불안정한 상태를 유지하는 한 계속된다.대류권의 깊이를 통해 전복이 발생하면(대류가 성층권의 비교적 따뜻하고 안정적인 층에 의해 제한됨), 충분한 수분이 존재할 때 깊은 대류 전류는 뇌우 발달로 이어진다.따뜻한 바닷물과 가벼운 수직 윈드 시어와 상당한 저수준 스핀(또는 소용돌이성)이 있는 대류권 영역 내에서 이러한 뇌우 활동은 범위를 넓혀 열대 [13]저기압으로 발전할 수 있다.따뜻한 날의 고온 표면에서 불안정한 건조한 공기는 대기층 내의 빛을 크게 굴절시켜 불량한 [14]신기루를 일으킬 수 있습니다.

바람이 약할 때,[15] 지상의 불안정한 영역 내에서 건조한 날에 먼지 악마가 발생할 수 있습니다.소규모의 토네이도 같은 순환은 강력한 지표면 열원 위 또는 근처에서 발생할 수 있으며, 그 부근은 상당한 불안정성을 가진다.강한 산불 근처에서 일어나는 것을 화재 회전이라고 하는데, 이것은 이전의 [16]범위를 넘어 불길이 번질 수 있다.증기악마는 증기나 연기를 수반하는 순환 상승 기류이다.발전소 굴뚝에서 나오는 연기로 인해 형성될 수 있습니다.온천과 따뜻한 호수는 차가운 북극 공기가 비교적 따뜻한 [15]물 위를 지나갈 때 증기 악마가 형성하기에 적합한 장소이기도 하다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 2008년 2월 9일 웨이백 머신에 보관된 공기의 안정성
  2. ^ 대기 안정성/불안정에 대한 설명 - Steve W. Woodruff 2008년 6월 12일 Wayback Machine에서 아카이브
  3. ^ John E. Oliver (2005). Encyclopedia of world climatology. Springer. p. 449. ISBN 978-1-4020-3264-6.
  4. ^ a b Edward Aguado & James E. Burt (2007). Understanding weather and climate. Pearson Prentice Hall. pp. 416–418. ISBN 978-0-13-149696-5.
  5. ^ 미국 국립 기상국, 디트로이트, 미시간 (2010-01-25)글러사리: K.2012-11-30 Wayback Machine National Weather Service Central Region Headquarters에서 보관.2011-02-24 취득
  6. ^ M. W. Moncrieff; M.J. Miller (1976). "The dynamics and simulation of tropical cumulonimbus and squall lines". Q. J. R. Meteorol. Soc. 120 (432): 373–94. Bibcode:1976QJRMS.102..373M. doi:10.1002/qj.49710243208. Archived from the original (abstract) on 2012-12-16.
  7. ^ Rattan K. Datta (1996). Advances in tropical meteorology: meteorology and national development: proceedings of the National Symposium TROPMET-93 organised by the Indian Meteorological Society at New Delhi from March 17–19, 1993 with the theme "meteorology and national development". Concept Publishing Company. p. 347. ISBN 978-81-7022-532-4.
  8. ^ "NOAA's National Weather Service - Glossary". NOAA.
  9. ^ Dennis A. Snow (2003-01-01). Plant Engineer's Reference Book. Butterworth-Heinemann. pp. 28/8–28/10. ISBN 978-0-7506-4452-5.
  10. ^ Phil Croucher (2004-03-01). Jar professional pilot studies. Lulu.com. pp. 8–29. ISBN 978-0-9681928-2-5.
  11. ^ National Weather Service Office, Oxnard, California (2012). "Climate of Los Angeles". National Weather Service Western Region Headquarters. Retrieved 2012-02-16.{{cite web}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
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  13. ^ Chris Landsea. "How do tropical cyclones form?". Frequently Asked Questions: Hurricanes, Typhoons and Tropical Cyclones. Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory. Archived from the original on 2009-08-27. Retrieved 2006-07-25.
  14. ^ Michael Vollmer (March 2009). "Mirrors in the air: mirages in nature and in the laboratory". Physics Education. 44 (2): 167. Bibcode:2009PhyEd..44..165V. doi:10.1088/0031-9120/44/2/008.
  15. ^ a b David McWilliams Ludlum (1991-10-15). National Audubon Society field guide to North American weather. Random House Digital, Inc. pp. 520–523. ISBN 978-0-679-40851-2.
  16. ^ Stephen J. Pyne; Patricia L. Andrews & Richard D. Laven (1996-04-26). Introduction to wildland fire. Agricultural and Forest Meteorology. Vol. 86. John Wiley and Sons. p. 77. Bibcode:1997AgFM...86..140U. doi:10.1016/S0168-1923(97)00032-4. ISBN 978-0-471-54913-0.