七个壮观的天气事件和什么原因导致他们

七个壮观的天气事件和什么原因导致他们

天气看起来可能会造成数周沉闷的灰色毛毛雨。 但它也可以带来一个真正的耸人听闻的,而且往往是致命的表演。 但是这些爆炸事件是什么解释?

地球的大气由太阳加热驱动。 天气是大气对它接收到的热能不均匀的反应。 白天,可见光和紫外线使地球变暖,在低纬度地区变得更加强烈,但是地球在所有方向上发射的红外辐射总量几乎完全相等。

平均来说,地球接收340 W M-2 从太阳。 关于这种能量的三分之一 散直回太空 由表面上的云彩和冰。 剩下的能量,大致相当于将一个小型散热器放置在覆盖地球表面并连续运行的格子中,每个2m都被表面和大气吸收。

但太阳的力量集中在白天,特别是赤道附近。 平均而言,气氛和表面 吸收300 W m-2 在热带地区,但低于100 W M-2 在极地地区。 地球的赤道面是面朝上太阳的光,但在大角度给它的两极附近哪里 相同的功率落在更大的表面积上.


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天气1 11 22 太阳:所有这些都开始于美国宇航局/戈达德/ SDO / flickr,CC BY

地球的温度并没有显示出极端的变化,在赤道和高纬度之间的变化小于50°C,远远低于在 月亮。 这是因为大气层(海洋的范围稍微小一些)将热量从较暖的地方输送到较冷的地区。 大约在5 PW(5 petaWatts或5×1015 W)。 在上下文中, 最大的核电站 具有8 GW的容量(8×109 W)和今天由人在所有形式消耗的总功率是 估计 成为18 TW(1.8×1013 W),超过250倍。

这个庞大的电源是推动地球的大气和海洋,而暖空气较冷区域所产生的运动的热机。 除了旅途中,能量被转化成许多其他形式和地球自转的形式天气发生,尤其是在中纬度地区产生深远的影响。 这里的从纵向对称热输送变化的主要手段的过转动 哈德利细胞 波浪般的运动,表面上体现这些都是我们熟悉的高压和低压天气系统。

天气2 11 22喷流卷云。 LPI / NASA http://www.lpi.usra.edu/publications/slidesets/clouds/slide_2.html

喷射流 很窄缎带(几公里深,也许100km宽)在约10公里高度温暖,寒冷气团边界上快速移动的具有环绕地球的空气和形式。 在急流的核心,风速可达到200公里小时-1 和一个惊人的656公里小时-1 已经记录在十二月1967的外赫布里底群岛。 这些集中的风的位置对于规划飞机航路是至关重要的,巧妙的使用是从西方飞到东方比从反方向飞行更快的原因。

多数影响我们的天气喷流北极急流 在不同的路线蜿蜒 并引导世界各地的天气系统的通道,潜在地导致 一系列的暴风雨和洪水。 当喷流曲线南方再冷的极地空气将被放倒,当曲线的北部,暖湿气流和天气入驻可能会导致。

天气3 11 22 卡特里娜飓风在墨西哥的28 2005八月湾峰强度。 NASA http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=74693

热带气旋,更好地为 美洲的飓风 远东的台风是在较低纬度的大规模破坏性天气事件,开始作为较弱的低压天气系统。 热带气旋形成于非常暖和的海域,通常在每个半球的夏末和秋季。 当它们加剧时,它们被水蒸气中的潜在能量释放驱动,水蒸气凝结而形成高风暴云。

风速超过200公里小时-1 已记录在风暴的中心附近,但是由于海面高度的激增和强降雨,洪水造成的破坏主要是由洪水造成的。 英国的年平均降雨量可能会在风暴周围的云层不到两个小时内下降。

1970 Bhola飓风是有史以来最严重的自然灾害之一,主要是由于这种洪水造成孟加拉国和西孟加拉邦50万人死亡,但它远离最强大的热带气旋,评级相对中等 类别3的。 最强的,类别5,包括风暴卡特里娜飓风2005超过280公里小时的风-1.

天气4 11 22http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Occluded_mesocyclone_tornado5_-_NOAA.jpg/flickr, CC BY 龙卷风 是可以形成以下积雨云乌云,强烈的垂直对流的区域较小,猛烈的旋风。 漏斗云的形式在漩涡的中心,虽然大风流通更远的周围。 最极端的风几乎500公里小时-1,并导致沿途的极端破坏。

在此 三州龙卷风 1925号的行程最长,记录在350km以上,并杀死了美国密西西比河流域的695人。 这是747联合死亡人数爆发的一部分,但即使在四月份1989 Daulatpur-Saturia龙卷风在孟加拉国,当超过1,300人死亡,80,000流离失所。

沙尘暴 发生在世界的许多地方,并且可以从一个大陆运输砂和更精细的矿物颗粒到另一个。 在北非这些风暴被称为haboobs,并经常与雷暴相关的大风启动。 类似的风暴发生在美洲和亚洲的干旱的地区。 Haboobs可以达到比1km多的高度,涵盖数千公里2 和最后几个小时,放样灰尘吸收阳光,温暖的空气和加强在风暴的边缘风。

在地球上,水珠会在核更精细的尘埃颗粒,最终删除它们并限制风暴的增长,但在火星上,这是非常干燥,一些 沙尘暴最终可以覆盖地球.

天气5 11 22在亚利桑那州的尘埃魔鬼。 NASA http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/2005_dust_devil.html

尘暴 是小型的对流旋涡,通过它们从地面抬起的灰尘可见。 它们也是由热能驱动的,在那里较冷的气氛与温暖的表面接触。 这在沙漠地区是最常见的,但即使在温带气候下也可能发生,在明亮的山腰也有“雪魔”的记录。 在地球上,它们可能达到1km高,也许直径达到10米; 在火星上,他们已经看到了更广泛的尺寸, 延伸到整个20km高200米 并出现在来自轨道飞船的许多图像中。

天气6 11 22国营农场/ flickr的,CC BY闪电 是地球大气中普遍存在的现象,发生在强烈垂直对流区域。 关于2,000雷暴是 活跃​​在任何时刻。 空气在闪电通道的窄中心可简要地达到30,000℃,太阳的表面的五倍温度 打雷的声音来自于热空气,并且在撞树的快速扩张是从字面上被炸得四分五裂水在其中瞬间沸腾。

冰雹 通常与相关的雷暴,也是一个温暖的天气,对流现象。 人们常常把冰雹作为冬季的事件,但春末和夏季是真的冰雹在英国发生的唯一一次。 当有空气的上升气流强,冰雹可以达到非常大的规模, 直径可达20cm,重量可达1公斤。 冰雹才能真正致命的可悲的是有很多数百人死亡的记录。 可能记录的最致命的一场冰雹杀死比230人和牲畜1,600北方邦,印度北部四月1888多,而且有文字死亡记录沃里克郡,英格兰早在5月1411。

关于作者谈话

刘易斯斯蒂芬斯蒂芬·刘易斯,在物理科学,开放大学高级讲师。 我的研究兴趣是行星大气的造型,特别是涉及到在不同的行星动力气象学和气候过程的比较研究。 这主要涉及行星大气层的大数值模型。

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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