후크 에코

Hook echo
F5 1999 Bridge Creek-Moore 토네이도의 클래식 스타일의 후크 에코.

후크 에코(hook echo)는 어떤 슈퍼셀 뇌우의 일부로서 펜던트 또는 후크 모양의 기상 레이더 시그니처다. 그것은 공기와 강수량이 중세포로 흘러들어 반사성의 곡선적 특성이 생기면서 폭풍의 낮은 부분에서 발견된다. 이 메아리는 비, 우박, 또는 심지어 이물질들이 슈퍼셀을 감싸고 있는 것에 의해 생성된다.[1] 그것은 토네이도를 일으키는 슈퍼셀의 전형적인 특징 중 하나이다.[2] 국립기상청은 토네이도 소용돌이 서명과 일치하는 후크 에코의 존재를 토네이도 경보 발급을 정당화하기에 충분한 것으로 간주할 수 있다.[3][4]

역사

토네이도의 예측할 수 없고 재앙이 일어날 가능성이 있는 특성 때문에, 기상 레이더 초기에는 기상학계에서 레이더로 토네이도를 탐지할 가능성이 논의되었다.[5] 토네이도와 후크 에코 사이의 첫 연관성은 E.M.에 의해 발견되었다. 1949년 [6]브룩스 브룩스는 레이더에 약 8~16km의 반지름을 가진 순환을 주목했다. 이 순환은 슈퍼셀 뇌우와 연관되었고 브룩스에 의해 "토네이도 사이클론"으로 불렸다.

후크 에코와 확인된 토네이도 사이의 최초의 문서화된 연관성은 1953년 4월 9일 일리노이주 우르바나 샴페인 근처에서 발생했다.[5][7] 이 사건은 일리노이 주 워터 서베이 전기 엔지니어인 도널드 스태그스에 의해 의도치 않게 발견되었다. 스태그스는 실험용 강수 측정 레이더 장치를 수리하고 테스트하던 중 인근 뇌우와 관련된 특이한 레이더 에코를 발견했다. 이 특이한 메아리는 숫자 6의 형태로 강수량이 많은 지역인 것처럼 보였으며, 따라서 현대 용어인 "후크 에코"가 되었다. 스태그스는 기상학자들의 추가 분석을 위해 메아리를 녹음하기로 했다. 기상학자들은 이 특이한 에코 데이터를 검토하면서 F.A. 허프, H.W.하이저, S.G.비글러는 레이더에서 보이는 "6자형" 메아리에 해당하는 지리적 위치에서 파괴적인 토네이도가 발생했다고 판단했다.

저명한 폭풍 연구자 테드 후지타는 또한 허프 외 연구진 발견과 같은 날인 1953년 4월 9일에 발생한 다양한 슈퍼셀 뇌우와의 후크 에초도 기록하였다.[8] 후크 메아리의 진화에 대한 자세한 연구 후에 후지타는 특정한 강한 뇌우가 회전을 할 수 있을지도 모른다는 가설을 세웠다.

J.R. 풀크스는 1962년에 후크 에코 형성에 관한 최초의 가설을 개발했다.[9] 풀크스는 1960년 센트럴 오클라호마주에 설치된 도플러 기상레이더 유닛의 풍속 데이터를 분석했다. 뇌우 시 풍속에 대한 도플러 데이터는 토네이도를 발생시킬 가능성이 있는 것으로 확인된 강한 수평 풍속 전단 및 메소시클론 사이의 연관성을 입증했다.[2]

해석

슈퍼셀 내 공기 전류 다이어그램

후크 메아리는 슈퍼셀 뇌우 주위의 공기의 움직임을 반영한다. 폭풍의 기지를 앞두고 대기질량의 불안정성에 의해 환경으로부터의 유입이 빨려들어간다. 위로 이동하면 클라우드 환경보다 더 느리게 냉각되는데, 그 이유는 그것과 거의 섞이지 않기 때문에, 에코 프리 튜브가 더 높은 레벨에서 끝나 경계가 약한 에코 영역 또는 BWER를 형성하기 때문이다.[2] 동시에 찬 공기와 건조한 공기의 중간 수준의 흐름이 뇌우 구름 속으로 들어간다. 환경보다 건조하기 때문에 밀도가 낮고 구름 뒤로 가라앉아 뒤쪽 측면 다운드래프트를 형성해 구름 뒷면의 중층부를 건조시킨다. 이 두 전류는 수직 풍차를 형성하고, 그 다음 회전이 발달하며, 더 나아가 상호 작용하여 중세포 복제를 형성할 수 있다. 표면 가까이에서 회전을 조이면 토네이도가 발생할 수 있다.[2]

와이오밍주 라그랑주(미국) 인근에서 발생한 토네이도 폭풍의 도플러 온 휠러(Doppler on Wheels) 이미지는 Vortex2 프로젝트 도중 포착됐다. 왼쪽의 속도 이미지에서 블루스/녹색은 레이더 쪽으로 이동하는 바람을 나타내며, 빨강/노랑색은 레이더에서 멀어지는 바람을 나타낸다. 오른쪽의 반사성 이미지에서는 폭풍의 주체를 볼 수 있는데, 폭풍의 하단에 있는 덧셈은 갈고리 에코다.

표면의 상호작용 영역 근처에는 한쪽은 상승기류로, 다른 한쪽은 후방측면 하향기류 아래의 흐린 부분에 의해 발생하는 건식 슬롯이 있을 것이다. 수면 근처 레이더에서 볼 수 있는 후크 에코의 근원이다. 그러므로 후크 메아리는 토네이도를 직접적으로 감지하기 보다는 토네이도 폭풍에 더 큰 중세포 구조의 존재를 나타내는 상대적으로 신뢰할 수 있는 지표다.[2] 일부 파괴적인 토네이도 동안, 표면에서 떨어져 나온 파편들은 후크 구조물의 끝에 있는 "데브리스 볼"로 감지될 수 있다. 갈고리 메아리를 나타내는 모든 뇌우가 토네이도를 생성하는 것은 아니며, 토네이도를 생성하는 모든 슈퍼셀이 갈고리 메아리를 포함하는 것은 아니다.

NEXRAD와 같은 도플러 기상 레이더 시스템을 사용하면 후크 에코가 존재하지 않을 때에도 토네이도를 생성하는 강력하고 낮은 레벨의 메소시클론을 검출할 수 있으며, 후크 에코가 존재할 때도 더 큰 확실성을 부여한다. 레이더 위치를 왕복하는 수성탐지기를 감지함으로써, 폭풍의 다른 부분들 안에서 흐르는 공기의 상대적인 속도를 밝혀낸다. "완벽한 부부"로 알려진 이러한 순환이 긴축된 지역은 현재 토네이도 경보 발령의 일차적인 계기가 되고 있다. 토네이도 소용돌이 시그니처는 알고리즘 기반의 탐지다.[10]

관측 한계

훅 메아리가 항상 분명한 것은 아니다. 특히 미국 남부의 경우 뇌우가 메소시클론을 둘러싸고 있는 강수량이 많은 구조를 띠는 경향이 있는데, 이는 후크 모양을 흐리게 하는 높은 강수량(HP) 변동 슈퍼셀을 초래한다. 대신 HP 슈퍼셀은 "키드니 빈" 모양처럼 보이는 높은 반사율 펜던트나 앞 옆구리 노치(FFN)를 가지고 있는 경우가 많다. 또 다른 제한 요인은 레이더 해상도다. 2008년 이전에는 NEXRAD의 범위 분해능이 1,000m인 반면 후크 에코로 이어지는 공정은 더 작은 규모로 진행되었다.[11]

참고 항목

참조

  1. ^ Glickman, Todd S., ed. (2000). "Hook Echo". Glossary of Meteorology (2nd ed.). American Meteorological Society. ISBN 978-1-878220-34-9.
  2. ^ a b c d e Markowski, Paul M. (2002). "Hook Echoes and Rear-Flank Downdrafts: A Review". Mon. Wea. Rev. 130 (4): 852–76. Bibcode:2002MWRv..130..852M. doi:10.1175/1520-0493(2002)130<0852:HEARFD>2.0.CO;2.
  3. ^ Angel, Jim (Apr 9, 2013). "ISWS is Pioneer in Tracking Tornadoes by Radar". Illinois State Water Survey. Retrieved 2013-05-22.
  4. ^ "Tornado Warning Guidance" (PDF). National Weather Service. Spring 2002. Archived from the original (PDF) on March 6, 2013. Retrieved June 16, 2013.
  5. ^ a b 허프, F.A., H.W. Hiser, S.G. Bigler, 1954: 레이더, 시냅스 기상 및 현장 조사 데이터를 이용한 일리노이 토네이도 연구. IL, Champaign, 조사 보고서 73페이지
  6. ^ Brooks, E. M. (1949). "The tornado cyclone". Weatherwise. 2 (2): 32–33. doi:10.1080/00431672.1949.9930047.
  7. ^ Angel, Jim (Apr 9, 2013). "60th Anniversary of the First Tornado Detected by Radar". Illinois State Climatology. Illinois State Water Survey. Retrieved May 22, 2013.
  8. ^ Fujita, T. T. (1958). "Mesoanalysis of the Illinois tornadoes of 9 April 1953". Journal of Meteorology. 15 (3): 288–296. Bibcode:1958JAtS...15..288F. doi:10.1175/1520-0469(1958)015<0288:MOTITO>2.0.CO;2.
  9. ^ Fulks, J. R. (1962). On the Mechanics of the Tornado. National Severe Storms Project Rep. No. 4. U. S. Weather Bureau.
  10. ^ Paul Schlatter, Warning Decision Training Branch (September 2009). "WSR-88D Distance Learning Operations Course; Topic 5, Lesson 19". Online. Archived from the original on February 27, 2013. Retrieved June 16, 2013. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  11. ^ "NWS Louisville: Supercell Structure and Dynamics". Retrieved 1 June 2013.

외부 링크