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사이클로네시스

Cyclogenesis
GOOS 13 위성사진의 콜라주는 며칠에 걸친 노어스터의 발전을 보여준다.

사이클로제네시스(Cyclogenesis)는 대기(저압 영역)에서 사이클로닉 순환이 발달하거나 강화되는 것이다.[1]사이클로제네시스(Cyclonogenesis)는 적어도 세 가지 다른 과정을 포괄하는 용어인데, 이 모든 것은 일종의 사이클론(cyclonic)의 발달을 초래하며, 마이크로 스케일에서 시냅스 스케일에 이르는 어떤 크기에서도 일어난다.

  • 열대성 사이클론은 상당한 뇌우 활동에 의해 움직이는 잠열로 형성되어 따뜻한 핵이 발달한다.
  • 아열대성 사이클론은 후반기에는 차가운 코어 사이클론으로 유입되기 전에 기상 전선을 따라 파도로 형성된다.
  • 메소시클론은 육지 상공에서 따뜻한 코어 사이클론으로 형성되어 토네이도가 형성될 수 있다.물웅덩이도 메소시클론에서 형성될 수 있지만 불안정성이 높고 수직 풍속이 낮은 환경에서 더 자주 발생한다.

아열대성 사이클론이 24시간 동안 대기압(24밀리바 이상)의 급속한 강하를 겪는 과정을 폭발성 사이클로네시스라고 하며, 보통 노른자가 형성되는 동안 발생한다.[2]고기압 부위의 형성 과정인 항냉동 등가물은 항냉동이다.[3]시클로제네시스의 반대는 시클로롤리시스다.

기상 저울

기상학에서 다루는 네 가지 주요 척도, 즉 시스템의 크기가 있다: 거시 척도, 시냅스 척도, 메소스케일, 마이크로 척도.[4]매크로 스케일은 매든-줄리안 진동과 같이 전지구적 규모의 시스템을 다룬다.시놉틱 스케일 시스템은 아열대성 사이클론과 같은 대륙의 일부를 덮고 있으며, 가로 1,000–2,500 km (620–1,550 mi)의 치수를 가지고 있다.[5]메소스케일은 다음으로 작은 규모로, 종종 (열대 사이클론의 영역) 가로 200–2,000 km (120–1,240 mi)의 메소-알파 현상과 가로 20–200 km (12–124 mi)의 메소-베타 현상의 두 범위로 나뉜다.마이크로 스케일은 기상학적 척도 중 가장 작은 것으로, 크기는 2km(1.2마일) 이하(토네이도물웅덩이 규모)이다.[6]이러한 수평 치수는 경직된 구분이 아니라 특정한 동적 특성을 갖는 전형적인 현상의 크기를 반영한다.예를 들어, 시스템의 수평 범위가 2,000km에서 2,001km(1,243mi에서 1,243mi)까지 증가할 때, 시스템이 반드시 메소알파에서 시놉틱 스케일로 전환되는 것은 아니다.

아열대성 사이클론

초기 전두파(또는 저압 영역)는 영상의 빨간색 점 위치에 형성된다.보통 사이클로겐시스 초기 인공위성에 보이는 잎 모양의 구름형성(바로크린 잎)과 직각(직각)이다.상층 제트기류의 축 위치는 연한 청색으로 되어 있다.

노르웨이의 사이클론 모델

상층 제트기 스트립.DIV 영역은 표면 수렴을 유도하고 사이클로네시스를 보조할 수 있는 높은 범위의 발산 영역이다.

노르웨이의 사이클론 모델제1차 세계대전 당시 노르웨이 기상학자들이 개발한 콜드코어 사이클론 폭풍의 이상적인 형성 모델이다.[7]사이클로네시스(Cyclonogenesis)와 관련된 이 모델의 주요 개념은 사이클로인이 전방 경계로 올라갈 때 예측 가능한 진화를 통해 진화하는 것으로, 가장 성숙한 사이클론은 전방의 북동쪽 끝 부근에 있고, 가장 덜 성숙한 사이클로인은 전방의 꼬리 끝 부근에 있다.[8]

개발전구자

중위도 사이클론의 개발을 위해 표면 기상 분석에서 정의한 것과 같이 기존의 전면 경계선이 필요하다.단파나 상층 수조 등 [9][10]상층부 교란으로 인해 상층부 제트기의 유리한 사분면에 가까운 정지 전선의 교란부위를 중심으로 사이클론 흐름이 시작된다.[11]그러나, 대류권 하부의 전방위 스트레칭 속도가 향상되면 아열대성 사이클론의 성장을 억제할 수 있다.[12][13]

개발에 영향을 미치는 수직 운동

사이클로제네시스(Cyclonogenesis)는 온도가 극(북반구 북반구)으로 감소하고 압력 섭동선이 높이와 함께 서쪽으로 기울어져 있을 때만 발생할 수 있다.사이클로겐제시스는 강한 서향 제트기의 하류인 사이클론성 분변성 흡착 지역에서 발생할 가능성이 가장 높다.[14]온도 구배와 저압 중심에서 생성되는 vortic addection과 열 흡착의 조합은 낮은 곳을 중심으로 상승 운동을 일으킨다.[a]온도 구배가 충분히 강하면 온도 흡수가 증가하여 수직 운동을 더 많이 할 것이다.이것은 시스템의 전반적인 강도를 증가시킨다.전단상향 상승기류는[b] 사이클론적 성장과 강도를 결정하는 데 가장 중요한 요소다.[16]

발전 방식

표면이 낮으면 다양한 형성 원인이 있을 수 있다.지형은 기존의 바로클린 파동이 산장벽을 넘을 때 표면이 낮게 형성되도록 할 수 있다. 이것은 낮은 파도가 산의 위쪽으로 형성되기 때문에 "이 사이클로네시스"라고 알려져 있다.[17][18]메소스케일 대류 시스템은 처음에는 따뜻한 코어인 표면 저하를 발생시킬 수 있다.[19]소동은 전면을 따라 파도 같은 대형으로 자랄 수 있으며, 낮은 곳은 산마루에 위치하게 된다.낮은 곳을 중심으로, 흐름은 정의상 사이클로닉이 될 것이다.이 회전 흐름은 후행의 한랭 전선을 통해 극지방 적도를 낮은 서쪽으로 밀어내고, 따뜻한 전선을 통해 따뜻한 공기가 극지방으로 낮게 밀어낼 것이다.보통 한랭 전선은 온난전선에 비해 빠른 속도로 이동하며 사이클론 앞에 위치한 고밀도 기단의 침식이 느리고, 사이클론 뒤쪽으로 밀려들어오는 [20]고밀도 기단의 영향으로 온난화 구간이 좁아지기 때문이다.이 지점에서 폐쇄된 전선은 따뜻한 공기 덩어리를 위로 밀어 올려서 위로 올라오는 형태로 형성되는데, 이 통은 trowal(높은 따뜻한 공기 덩어리)라고도 한다.[21]발달하고 있는 모든 저압 지역은 대류권 내에서 수직 상승 운동인 한 가지 중요한 측면을 공유한다.이러한 상승 운동은 공기의 국소 대기 기둥의 질량을 감소시켜 표면 압력을 낮춘다.[22]

성숙도

성숙은 폭풍이 강화되고 사이클론 흐름이 가장 격렬하게 진행되는 폐색 시간 이후다.[23]이후 사이클론이 상층 기압골 또는 상층 기압골과 함께 커플을 이루면서 폭풍의 세기는 점점 더 차가워진다.사이클론(cyclolyis)이라고도 알려진 사이클론(cyclones)의 스핀다운은 정력적인 관점에서 이해할 수 있다.폐색 현상이 발생하고 따뜻한 기단이 찬 기단 위로 밀려 올라가면서 대기는 점점 안정되고 체계의 무게중심이 낮아진다.[24]폐색 과정이 따뜻한 전면을 아래로 더 확장하고 중앙 저압으로부터 멀어질수록 시스템의 가용 잠재 에너지가 점점 더 많이 소진된다.이 잠재적 에너지 싱크는 폭풍의 움직임에 최종적인 에너지 폭발을 주입하는 운동 에너지원을 생성한다.이 과정이 일어난 후 사이클론, 즉 사이클론 발생기의 성장기가 끝나고, 상층격차가 감소하여 상층부가 제거되는 것보다 더 많은 공기가 사이클론 하단으로 수렴되면서(충전) 저기압이 회전하기 시작한다.

때때로, 사이클로인은 막힌 사이클로인과 함께 재발한다.이렇게 되면 트리플 포인트(한랭전선, 따뜻한 전선, 막힌 전선이 만나는 지점)에 새로운 저중심점이 형성된다.3점짜리 사이클로네시스 동안, 2차적인 저하가 주요 기상메이커로 깊어질 때 막힌 부모 저하가 채워질 것이다.

열대성 사이클론

열대성 사이클론은 메소스케일 알파 영역 내에 존재한다.중위도 사이클로네시스와는 반대로, 열대 사이클로네시스(cyclonogenesis)는 중심핵으로 조직된 강한 대류에 의해 추진되며, 중심부를 통해 확장된다.열대성 사이클론의 형성은 광범위한 연구가 진행 중이며 아직 완전히 이해되지는 않았지만, 열대성 사이클로네시스에는 6가지 주요 요건이 있다: 충분히 따뜻한 해수면 온도, 대기 불안정성, 대류권 하층 내지 중간 수준의 높은 습도, 코리올리스가 발달할 수 있는 충분한 힘이다.저압 중심, 기존의 낮은 레벨 초점 또는 방해, 낮은 수직 윈드 시어.이 따뜻한 중심 사이클론은 적도의 10도에서 30도 사이의 바다 위에 형성되는 경향이 있다.[25][26]

메소시클론

메소시클론 크기는 메소스케일 베타부터 마이크로스케일까지 다양하다.메소시클론(mesocyclone)이라는 용어는 보통 심한 뇌우 내에서 중간 수준의 회전을 위해 사용되며,[27] 관련 뇌우 활동의 잠복열에 의해 구동되는 따뜻한 코어 사이클론이다.

토네이도는 강한 상층 제트기류가 존재하는 열대외 사이클론에서 형성된다.[28]메소시클론은 높이("윈드 쉬어")와 함께 풍속 및/또는 방향의 강한 변화가 보이지 않는 튜브처럼 굴러가는 대기의 하부 부분을 설정할 때 형성되는 것으로 여겨진다.뇌우의 대류 상승기류는 이 회전하는 공기를 끌어 올려 롤의 방향을 위로 기울이며(평행에서 지면으로 수직으로) 상승기류 전체를 수직기둥으로 회전시키는 것으로 생각된다.

상승기류가 회전하면서, 그것은 벽구름이라고 알려진 것을 형성할 수 있다.벽구름은 중세포에서 내려오는 구름의 회전 층이다.벽구름은 중세포 중심부에 더 가깝게 형성되는 경향이 있다.벽구름은 반드시 형성하는 메소시클론이 필요한 것은 아니며 항상 회전하는 것도 아니다.벽구름은 아래로 내려가면서 깔때기 모양의 구름이 그 중심에 형성될 수 있다.이것은 토네이도 형성의 첫 단계다.[29]메소시클론의 존재는 심한 뇌우와 관련된 강력한 토네이도가 형성되는 주요 요인이라고 여겨진다.

토네이도

토네이도는 메소스케일 감마 영역의 마이크로스케일 또는 로우엔드에 존재한다.이 순환은 강한 뇌우가 대기의 몇 마일 위쪽에서 회전하는 메소시클론(mesocyclone)을 발달시켜 슈퍼셀이 될 때 시작된다.폭풍우의 강우량이 증가함에 따라, 그것은 후미 측면 다운드래프트(RFD)라고 알려진 빠르게 하강하는 공기의 영역을 끌고 간다.이 다운드래프트는 지면에 접근할 때 가속도가 붙고, 회전하는 메소시클론을 그것으로 지면을 향해 끌고 간다.[30]

메소시클론이 지상으로 다가갈 때, 눈에 보이는 응축 깔때기가 폭풍의 기저부로부터, 종종 회전하는 벽 구름으로부터 내려오는 것처럼 보인다.깔때기가 내려오면서 RFD도 지상에 도달해 토네이도로부터 상당한 거리를 두고 피해를 줄 수 있는 돌풍 전선이 형성된다.일반적으로 깔때기 구름은 RFD가 지면에 도달한 지 몇 분 이내에 지면에 손상을 입히기 시작한다(토네이도가 된다).[31]

워터스푸트

물웅덩이는 미세한 규모로 존재한다.일부 물웅덩이는 육지에 있는 물웅덩이처럼 강하지만(토막) 대부분은 훨씬 약하고 다른 대기 역학 때문에 발생한다.그것들은 보통 육지 바람, 인근 육지로부터 오는 마찰 수렴 선 또는 표면 수조와 같은 수렴 선에 따라 수직 바람 전단이 거의 없는 습기가 많은 환경에서 발달한다.[32]그들의 모운은 보통 적운처럼 무해할 수도 있고, 뇌우처럼 중요할 수도 있다.물웅덩이는 보통 모구름의 발달과정에 따라 발달하며, 지표면 근처의 수평풍전단으로부터 지표면 경계 위로 이동하면서 회전하다가, 저수준의 전단 소용돌이가 발달한 적포나 뇌우와 정렬되면 구름까지 위로 뻗어나간다는 이론이 있다.동부 콜로라도 주 전역에 걸쳐 지상으로 알려진 약한 토네이도가 비슷한 방식으로 발전하는 것이 목격되었다.[33]2003년 9월말과 10월초에 호수효과 띠를 따라 오대호에서 발생하였다.9월은 플로리다주 주변과 오대호 주변 해역 발생이 가장 많은 달이다.[33][34]

관련 용어

사이클로네시스는 표면 사이클론의 약화를 우려한 사이클로이시스와 정반대다.이 용어는 반냉동(고압계) 등가성을 가지고 있다.표면 고압계통의 형성을 다루는 항균성.[3]

참고 항목

메모들

  1. ^ Q-벡터를 사용하여 수직 이동 방향을 결정할 수 있다.[15]남쪽의 흐름과 따뜻한 흡착은 상향 운동을 유발하는 반면 북쪽의 흐름과 차가운 흡착은 하향 운동을 유발한다.이러한 수직적 동작은 낮은 것이 늘어나게 하고 시스템 주변의 다양성을 증가시킨다.시스템 vorticity의 이러한 증가는 QG vorticity 방정식(부분 미분 방정식):
    + v= w z
    where is the relative vorticity, is the Coriolis parameter under the beta-plane approximation, is the partial derivative of vertical motion with respect to height, and (는) 재료 파생상품이다.[15]행성의 vorticity 용어가 일정하게 유지되면, 우리는 스트레칭의 증가와 함께 vorticity 또한 증가해야 한다고 추측할 수 있다.The vertical motion also increases temperature advection, by the equation , where is the geostrophic meridional wind and represents geopotential.[15]
  2. ^ 전단상향상향기프트는 방향에서 변화하는 수직 이동 시스템에서 상향 운동이다.

참조

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