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메소스케일 대류계

Mesoscale convective system
이와 같은 선반 구름은 스콜이 임박한 징조일 수 있다.

메소스케일 대류계(MCS)는 뇌우의 복합체로 개별 뇌우보다 크지만 아열대성 사이클론보다 작은 규모로 조직되며, 일반적으로 몇 시간 이상 지속된다.메소스케일 대류계의 전반적인 구름과 강수 패턴은 둥근 형태 또는 선형 형태일 수 있으며, 열대 사이클론, 스몰 라인, 호수 효과 눈 이벤트, 극저류, 메소스케일 대류 복합체(MCC)와 같은 기상 시스템을 포함하며, 일반적으로 기상 전선 근처에서 형성된다.육지 상공에서 따뜻한 계절 동안 형성되는 유형은 북미, 남미, 유럽, 아시아 전역에서 기록되었으며, 늦은 오후와 저녁 시간에는 최대 활동량이 기록되었다.

열대지방 내에서 발달하는 MCS의 형태는 일반적으로 봄과 가을 사이의 따뜻한 계절에 발달하기 위해 아열대간융합지구(ITCZ)나 몬순 수조 중 하나를 개발의 초점으로 사용한다.한 가지 예외는 호수 효과의 눈 띠가 비교적 따뜻한 물에서 찬 공기가 이동하면서 형성되고 가을부터 봄까지 발생한다.극저온(polar lows)은 추운 계절에 높은 위도에서 형성되는 두 번째 MCS의 특별한 등급이다.모체 MCS가 사망하면, 그 잔존하는 메소스케일 대류 소용돌이(MCV)와 관련하여 나중에 뇌우 발달이 일어날 수 있다.메소스케일 대류 시스템은 미국 대평원 강우 기후학에서 중요하다. 대평원 지역의 연간 따뜻한 계절 강우량의 약 절반을 가져오기 때문이다.[1]

정의

메소스케일 대류계통은 한 방향으로 100km(62mi) 이상의 원형이거나 선형일 수 있는 뇌우영역이며,[2] 열대성 사이클론, 스콜라인, 메소스케일 대류복합체(MCC) 등의 계통을 포함한다.MCS는 MCC의 엄격한 크기, 형태 또는 지속시간 기준을 충족하지 못하는 시스템을 포함하는 보다 일반화된 용어다.이들은 기후 전선에 가까이 형성되어 1000~500mb 두께의 확산 영역으로 이동하는 경향이 있는데, 이 영역은 저-중간 온도 구배가 넓어지는 영역으로, 일반적으로 뇌우 군집을 열대외 사이클론 또는 온난 전선의 적도로 유도한다.그들은 또한 열대지방 내의 어떤 수렴지대를 따라 형성될 수 있다.최근 한 연구에서는 낮과 밤 사이에 표면 온도가 5도 이상 차이가 날 때 그것들이 형성되는 경향이 있다는 것을 발견했다.[3]그들의 형성은 극동의 메이유 전선에서부터 깊은 열대지방에 이르기까지 세계적으로 주목받았다.[4]메소스케일 대류 시스템은 미국 대평원 강우 기후학에서 중요하다. 대평원 지역의 연간 따뜻한 계절 강우량의 약 절반을 가져오기 때문이다.

뇌우 유형 및 조직 수준

주요 기사:뇌우
뇌우 유형 및 단지에 유리한 조건

뇌우에는 단세포, 다세포, 스콜라인(다세포선이라고도 함)과 슈퍼셀의 네 가지 주요 유형이 있다.어떤 형태의 형태는 대기의 다른 층에서의 불안정성 및 상대적 바람 조건에 따라 달라진다("윈드 쉬어").단세포 뇌우는 낮은 수직 바람 전단 환경에서 형성되며 20-30분밖에 지속되지 않는다.로 그들은 충분한 수분의 환경에서, 대류권의 더 강하updrafts의 발전은 물론 sev 다양한 형태의 도움이 된다고 한다 가장 낮은 6킬로미터(3.7mi))[5])중요한 수직풍 시어(보통 25이상 노트(13m/s)을 형성하는 조직화된 뇌우와 뇌우 clusters/lines 더 오래 인생 주기를 가질 수 있다.음.정말이 날씨슈퍼셀은 큰 우박, 강풍, 토네이도 발생과 가장 흔히 관련이 있는 뇌우 중 가장 강한 것이다.

31.8밀리미터(1.25인치) 이상의 급수 값은 조직화된 뇌우 단지의 개발에 유리하다.[6]강우량이 많은 사람들은 보통 36.9 밀리미터(1.45인치) 이상의 급수 값을 가진다.[7]일반적으로 25노트(13m/s)를 초과하며,[5] 800J/kg 이상의 CAPE의 업스트림 값이 조직 대류 개발에 필요하다.[8]

종류들

메소스케일 대류 복합체

주요 기사:메소스케일 대류 복합체

메소스케일 대류 복합체(MCC)는 적외선 위성사진에서 관찰된 특성에 의해 정의되는 독특한 종류의 메소스케일 대류 시스템이다.이들의 차가운 구름 상단의 면적은 -32°C(-26°F) 이하인 경우 10만 평방 킬로미터(39,000 평방 미)를 초과하고, -52°C(-62 °F) 이하인 50,000 평방 킬로미터(19,000 평방 미)의 구름 상단 면적을 초과한다.크기 정의는 6시간 이상 충족되어야 한다.최대 범위는 클라우드 실드 또는 전체 클라우드 형성이 [9]최대 영역에 도달할 때 정의된다.편심률(소축/주축)은 최대 범위에서 0.7보다 크거나 같기 때문에 상당히 둥글다.그것들은 하룻밤 사이에 형성되는 경향이 있기 때문에 오래 살고, 야행성이며, 일반적으로 강한 비, 바람, 우박, 번개 그리고 아마도 토네이도를 포함한다.[10]

스콜 라인

펜실베니아 상공의 메소스케일 대류 소용돌이와 후행 스콜 라인이 있다.
주요기사 : 스콜라인

스콜 라인은 한랭 전선을 따라 또는 그 앞에 형성될 수 있는 심한 뇌우의 긴 줄이다.[11][12]20세기 초에는 냉전( synonym戰)[13]의 동의어로 쓰였다.이 스콜 라인은 많은 강우량, 우박, 잦은 번개, 강한 직진 바람, 그리고 아마도 토네이도와 물기둥을 포함하고 있다.[14]강한 직선의 형태로, 강한 직선의 바람의 형태로, 스콜 라인 자체가 활 메아리 모양으로 되어 있는 지역에서는, 가장 많이 활을 내주는 라인 부분 안에서, 예상할 수 있다.[15]토네이도는 메소스케일 저기압 영역이 존재하는 LEWP 또는 라인 에코파 패턴 내의 파동을 따라 발견될 수 있다.[16]여름철에 발달하는 활 메아리는 데레코라고 알려져 있으며, 넓은 영토를 통해 상당히 빠르게 움직인다.[17]성숙한 스콜 라인과 연관된 레인 실드의 뒤쪽 가장자리에는 웨이크 로우(Wake Low)가 형성될 수 있으며, 이는 일반적으로 레인 캐노피 아래에 존재하는 메소스케일 고압 시스템 뒤에 형성되는 메소스케일 저압 영역으로, 열파열과 관련되기도 한다.[18]스콜 라인 및 활 반향과 관련하여 사용될 수 있는 또 다른 용어는 준선형 대류 시스템(QLCS)이다.[19]

열대성 사이클론

2004년 3월 26일 국제우주정거장에서 바라본 희귀 남대서양 열대 저기압의 허리케인 카타리나.
주요 기사:열대성 사이클론

열대성 저기압은 저기압의 중심과 수많은 뇌우가 강한 바람과 범람하는 비를 만들어내는 매우 대칭적인 폭풍 시스템이다.열대성 사이클론은 습한 공기가 상승할 때 방출되는 열을 먹고, 습한 공기 속에 포함된 수증기가 응결된다.노이즈터, 유럽풍우, 극저온 등 다른 사이클론풍우와는 다른 열 메커니즘에 의해 연료가 공급돼 '온열핵' 폭풍 시스템으로 분류된다.[20]

"열대"라는 용어는 지구상의 열대지방에서 자주 형성되는 이러한 계통의 지리적 기원과 해양열대기질량에서 형성되는 것을 모두 말한다.사이클론(cyclone)이라는 용어는 북반구에서 시계 반대 방향으로 회전하고 남반구에서 시계 방향으로 회전하는 등 이러한 폭풍의 사이클론적 성질을 가리킨다.열대성 사이클론은 위치와 강도에 따라 허리케인, 태풍, 열대성 폭풍, 사이클론 폭풍, 열대성 저기압 또는 단순히 사이클론이라고 하는 다른 이름으로 불린다.일반적으로 열대성 사이클론은 대서양과 동태평양에서 허리케인(고대 중미의 바람의 신 후라칸의 이름에서), 북서태평양을 가로지르는 태풍, 남반구와 인도양을 가로지르는 사이클론으로 불린다.[21]

열대성 사이클론은 매우 강력한 바람과 집중호우를 발생시킬 수 있으며 높은 파도와 피해를 주는 폭풍해일 수 있다.[22]그들은 따뜻한 물의 큰 몸 위에서 발달하고,[23] 육지로 이동하면 힘을 잃는다.[24]해안지역은 열대성 저기압으로 큰 피해를 볼 수 있는 반면 내륙지역은 강풍으로부터 상대적으로 안전한 이유다.그러나 폭우로 인해 내륙에 상당한 홍수가 발생할 수 있으며, 폭풍우로 인해 해안에서 최대 40km(25mi)까지 광범위한 해안 홍수가 발생할 수 있다.비록 그들이 인류에 미치는 영향은 파괴적일 수 있지만, 열대성 사이클론은 가뭄 상황을 완화시킬 수도 있다.[25]그들은 또한 열과 에너지를 열대지방으로부터 멀리 운반하고 온대위도로 운반하는데, 이것은 그들을 지구 대기 순환 메커니즘의 중요한 부분으로 만든다.그 결과, 열대성 사이클론은 지구의 대류권에서 평형을 유지하는데 도움을 준다.

많은 열대성 사이클론은 대기 중의 약한 교란 주변의 대기 조건이 좋을 때 발달한다.다른 종류의 사이클로인이 열대성 특성을 획득할 때 다른 종류의 사이클로인이 형성된다.열대계통은 대류권의 조향풍에 의해 이동된다; 만약 조건이 우호적이면, 열대성 교란이 심화되고 심지어 눈까지 발달할 수 있다.스펙트럼의 다른 쪽 끝에서는 시스템 주위의 상태가 악화되거나 열대성 사이클론이 상륙하면 시스템이 약해져 결국 소멸한다.열대성 사이클론은 에너지원이 응축에 의해 방출되는 열에서 기단 사이의 온도 차이로 변화하면 높은 위도로 이동하면서 아열대성 사이클론이 될 수 있다.[20] 운영적 관점에서 열대성 사이클론은 보통 아열대성 전환기에 아열대성 사이클론이 되는 것으로 간주되지 않는다.[26]

호수효과설

2006년 10월 12일–13일 NEXRAD 레이더에서 볼 수 있는 이리 호수에서 발생하는 호수 효과 강수량
주요기사:호수효과설

호수효과 눈은 겨울에는 찬바람이 긴 호수의 넓은 넓이를 가로질러 이동할 때 하나 이상의 길쭉한 띠 모양으로 생성되어 에너지를 공급하고 이 해안에 얼어서 침전되는 수증기를 줍는다.[27]소금물의 몸체에 대한 동일한 효과를 바다 효과 눈,[28] 바다 효과 눈 [29]또는 심지어 만 효과 눈이라고 부른다.[30]강풍이 부는 해안에서 고도가 상승하는 오로그래픽 효과에 의해 이동 기단이 상승할 때 효과가 증대된다.이 상승은 좁지만 매우 강렬한 강수 띠를 만들 수 있는데, 이것은 시간당 많은 인치의 눈으로 쌓이고 종종 많은 강설량을 가져온다.호수에 의한 눈의 영향을 받는 지역을 설대라고 부른다.이 효과는 전 세계의 많은 지역에서 발생하지만 북미의 그레이트 호수의 인구 밀집 지역에서 가장 잘 알려져 있다.[31]

강수량을 얼릴 정도로 대기 온도가 낮지 않으면 호수 효과의 비로 내린다.호수 효과의 비나 눈이 형성되려면 호수를 가로질러 이동하는 공기가 지표면 공기(수면 온도에 가까울 가능성이 높은 공기)보다 현저히 차가워야 한다.구체적으로 기압이 850밀리바 (또는 1.5km (0.93 mi) 고도)인 고도의 공기 온도는 표면의 공기 온도보다 13 °C (24 °F) 낮아야 한다.[31]850밀리바의 공기가 수온보다 25 °C(45 °F) 낮을 때 발생하는 호수 효과는 천둥과 번개를 동반한 눈 소나기(불안정성 증가로 이용 가능한 에너지의 양이 더 많기 때문에)를 발생시킨다.[32]

극저온

극저압은 북반구와 남반구 모두에서 주 극전선의 극지점 부근 해역 상공에서 발견되는 소규모 대칭 단명 대기 저기압계(우울계)이다.이 시스템은 보통 1,000 킬로미터(620 mi) 미만의 수평 길이 척도를 가지며, 이틀 이상 존재하지 않는다.그것들은 더 큰 종류의 메스스케일 기상 시스템의 일부분이다.극저압은 재래식 기상정보로는 탐지가 어려울 수 있으며, 선박, 가스, 석유 플랫폼과 같은 고위도 작업의 위험이다.극저압은 극성 중첩 소용돌이, 북극 허리케인, 북극 저압, 그리고 차가운 공기 우울증과 같은 많은 다른 용어로 언급되어 왔다.오늘날 이 용어는 보통 초당 최소 17m(38mph)의 표면 가까운 바람을 가진 보다 강력한 시스템을 위해 사용된다.[33]

그들이 형성되는 곳

미국의 대평원

뇌우(a)가 나비 에코(b, c)로, 콤마 에코(d)로 진화하는 대표적인 현상이다.점선은 다운버스트 가능성이 가장 큰 축을 나타낸다.화살표는 폭풍과 관련된 바람의 흐름을 나타낸다.지역 C는 토네이도 개발을 지원하는 경향이 가장 높다.

천둥 번개가 치는 평원의 기간은 5월과 9월 사이에 있다.메소스케일 대류 시스템은 이 기간 동안 지역에 걸쳐 발달하며, 대부분의 활동은 현지 시간으로 오후 6시에서 9시 사이에 발생한다.메소스케일 대류 시스템은 매년 따뜻한 계절 강우량의 30-70%를 평야로 가져온다.[34]메소스케일 대류 복합체라고 알려진 이 시스템들 중 일부는 평야와 중서부를 가로지르는 연간 강우량의 최대 10%를 초래한다.[35]스콜 라인은 지역을 통과하는 큰 뇌우 단지의 30%를 차지한다.[36]

유럽

대부분의 MCS가 대륙에서 형성되지만, 일부 MCS는 지중해 서부에서 8월과 9월 하반기에 형성된다.유럽 상공에서 촉발된 MCS는 산악 지대에 강하게 연결되어 있다.평균적으로 유럽 MCS는 오후 3시경에 형성되고 5.5시간 지속되며 LST 오후 9시경에 소멸된다. 유럽 상공의 MCS 중 약 20%는 최대 난방 동안 형성되지 않는다.그들의 평균 최대 범위는 약 9,000 평방 킬로미터(3,500 평방 미)이다.[37]

열대 지방

열대성 사이클론으로 진화할 수 있는 메소스케일 대류계는 풍부한 낮은 수위, 수렴성 표면 바람, 상층부의 열대성 파도 또는 몬순 수조를 따라 서쪽으로 진척되는 동파 등의 지역을 따라 형성된다.이것은 전형적으로 아프리카에서 대서양과 동태평양 대양을 가로질러 북서 태평양과 남서 태평양을 가로질러, 호주에서 오세아니아, 인도양, 인도네시아로, 그리고 브라질 남동부에서 남대서양으로 건너서 발생한다.ENSO를 냉각시키기 위해 가끔 남동 태평양에서 엘니뇨 밖에서도 이 현상이 나타난다.[38]물보다 육지에 더 강한 시스템이 형성된다.[39]

겨울에 따뜻한 수역의 이씨

호수 효과 눈과 극저하의 경우, 차가운 공기가 표면을 쓸 때 따뜻한 물체 위로 대류계가 형성되어 습기의 증가와 상당한 수직 운동으로 이어진다.이러한 수직운동은 아열대성 사이클론 후면의 사이클론 흐름 영역에서 소나기와 뇌우의 발달로 이어진다.[31][33]

그들의 잔당

주요 기사:메소스케일 대류 소용돌이

메소스케일 대류 소용돌이는 MCS 내의 중간 수준의 저압 중심으로서 바람을 선회하는 패턴, 즉 소용돌이로 끌어당긴다.일단 부모 MCS가 죽고 나면, 이 소용돌이는 지속되어 미래의 대류 발전으로 이어질 수 있다.노심이 48km에서 97km까지 30마일(약 48km)에서 60마일(약 5.0mi)까지만 있고 최대 8km(5.0mi) 깊이인 경우 MCV는 중간 표면의 저압 영역을 발생시킬 수 있으며,[40] 이는 중간 표면 기상 분석에 나타난다.그러나 MCV는 모체 MCS가 소멸한 후에도 며칠 동안 지속되는 스스로 삶을 영위할 수 있다.[41]고아가 된 MCV는 때때로 다음 번 뇌우 발병의 씨앗이 될 것이다.멕시코만과 같은 열대 해역으로 이동하는 MCV는 열대 폭풍이나 허리케인의 핵 역할을 할 수 있다.[42]그 좋은 예가 허리케인 배리(2019년)이다.

참고 항목

참조

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외부 링크