Denne artikkelen vil dekke:

På slutten av den forrige artikkelen om vind viste vi den globale vindens sirkulasjon rundt kloden. For hver halvkule definerer den globale vindsirkulasjonen tre områder:

Ekvatorial- og polarregionene er svært spesifikke når det gjelder vær og er utenfor omfanget her.

Midtbreddegraden styres av Ferrel-cellen. Midtbreddegradsregionen ligger klemt mellom kald/tørr luft og varm/fuktig luft, noe som gjør dette området til et sted der mesteparten av varmetransporten skjer og værsystemer forekommer. Det er også her mesteparten av den menneskelige befolkningen bor globalt, og vi vil konsentrere oss om været på midtbreddegraden i denne artikkelen.

For den nordlige halvkule er den nordlige delen av Ferrel-cellen svært dynamisk, der mye av været forekommer. Rundt 60° nord går det en imaginær linje kalt polarfronten. På begge sider av denne linjen er det svært forskjellige værforhold:

Disse to svært forskjellige luftmassene må blandes. Luftblandingen skjer billedlig talt ved at store vifter skyver varm luft mot nord og kald luft mot sør. Den store viften som dreier mot klokken representerer lavtrykk på middels breddegrad som seilere opplever når de seiler (f.eks. kryssing av Nord-Atlanteren fra USA til Europa, eller Vendée Globe-seilere i de sørlige havene mens de runder Antarktis).

Denne artikkelen vil fokusere på å forklare mekanismene bak disse depresjonene og hvordan noen av dem intensiveres til kraftige stormer.

Men før vi gjør det, la oss i neste avsnitt gi en kort presentasjon av hva en værfront er.

Skissen ovenfor viser to forskjellige luftmasser på begge sider av polarfronten ved 60° nord. Meteorologiske symboler brukes til å enkelt identifisere hvilken luftmasse som er varm og kald, og også bevegelsen til disse luftmassene.

Den kalde luften erstatter den varme luften. Den blå trekanten peker i retning av frontens bevegelse.

Den varme luften erstatter den kalde luften. Den røde halvsirkelen peker i retning av frontens bevegelse.

En okkludert front dannes når en raskere kaldfront tar igjen en saktere varmfront, noe som fører til at den varme luften løftes opp fra bakken mellom to kjøligere luftmasser. Denne prosessen fører til en blanding av luftlag og resulterer vanligvis i komplekse værmønstre som skydannelse, jevnt regn eller til og med tordenvær. Etter at den okkluderte fronten passerer, stabiliserer været seg ofte og blir klarere.

En stasjonær front beveger seg ikke, som navnet antyder. Symbolene som brukes er en kombinasjon av kald- og varmfronter. For de to frontene ovenfor er den kalde luften på den andre siden av trekanten, og den varme luften er på siden av halvsirklene.

Som vist i del I, er depresjonen/den store lavtrykksbølgen som seilere opplever på middels breddegrader, ansvarlig for blandingen av kald og varm luft ved polarfronten. Depresjoner oppleves av seilere i tegn på fallende barometertrykk, som ofte ledsages av nedbør og sterk vind.

Denne delen vil forklare fysikken bak dannelsen av disse lavtrykkene. Leseren kan gå videre og lese materialet fra https://pressbooks-dev.oer.hawaii.edu/atmo/chapter/chapter-13-extratropical-cyclones/

Det er 5 stadier i cyklogenesen.

Fase 1: Ved polarfronten rundt 60° nord er kald luft mot nord og varm luft mot sør atskilt av en stasjonær front. Dette er startfasen eller likevekten.

kilde: https://slcc.pressbooks.pub/

Fase 2: dannelsen av en frontalbølge

Det skjer en forstyrrelse som vil forstyrre denne likevekten og skyve den kalde luften mot sør og den varme luften mot nord.

Fase 3: en nyutviklet syklon

Fase 4: Moden syklon, dannelse av en okkludert front og trippelpunkt

Kaldfronten tar igjen varmfronten.

Fase 5: Dissiperingsfase

Modellen ovenfor beskriver hva som skjer på overflaten. Luften konvergerer i sentrum av lavtrykket og stiger, som luft i en skorstein. Men den stigende luften må finne gunstige forhold på det øvre nivået av atmosfæren for å fortsette å stige og deretter evakuere. Dette kan sammenlignes med en brann i en skorstein. Skorsteinen må hjelpe luften til å stige, ellers vil brannen kveles.

Vi går deretter videre til neste kapittel på et høyere nivå for å finne ut hva som er de gunstige forholdene for at et depresjon skal intensiveres og bli en kraftig storm.

For lesere på den sørlige halvkule kan bildene ovenfor være forvirrende, ettersom lavtrykkssystemer roterer med klokken i den regionen. For å unngå stiv nakke har vi snudd og kombinert bildene nedenfor.

På øvre nivå bruker vi geopotensiell høyde i stedet for isobar. Disse kartene ser litt annerledes ut; daler og rygger representerer lav og høy.

Et lavtrykkssystem refererer til lavtrykk. Lesere av værkart kjenner til det generelle lavtrykkssystemet som viser en lukket sirkel av isobarer. Et lavtrykkssystem er et langstrakt område med lavere lufttrykk, uten en lukket isobarisk trykkkontur. Det kan forestilles som en dal.

Bildet over representerer to ting:

Bilde: Trykklinjer kan forestilles som høyde på et stikart. Hvis du vandrer langs dallinjen nordover, vil du gå nedover en dal og være omgitt av terreng på begge sider.

En åsrygg er relatert til høyt trykk. Åsen er et langstrakt område med høyere lufttrykk, uten en lukket isobar trykkkontur. Den kan forestilles som en ås.

Bildet over representerer to ting:

Bilde: Hvis du vandrer på åsryggen sørover, ville du gått opp et fjell med klipper på begge sider.

Bunn og rygg oppstår ikke alene. De oppstår ved siden av hverandre, og de kombineres på en eller annen måte for å lage et bølgemønster.

Bølgemønsteret viser tydelig luftblanding, som de store viftene vi nevnte i del 1.

Rygger er forbundet med varm luft, høyt trykk i luften og en mer stabil atmosfære. Dette har en tendens til å resultere i tørre, pene værforhold under ryggen.

Trug er assosiert med kjølig og forverret vær, og åskammen med varmt og mildt vær, som illustrert nedenfor.

Trug og rygg forekommer både på overflaten og i høyden. De som er i det øvre nivået av atmosfæren, er de som styrer globale værmønstre, som igjen påvirker hva som skjer på bakkenivå.

Meteorologer er som detektiver (se TV-serien «The Rookie» 😀), og de bruker midten av atmosfæren (500 mbar, eller rundt 5 kilometer opp) som stedet for å finne ledetråder til hvor en storm vil utvikle seg på overflaten. Stormer utvikler seg hvis luften stiger, se klasse 3 om skyer. Så meteorologen ser på 500 mb geopotensialkartet for områder der luften stiger. Man kan spørre seg hvordan et værkart kan indikere hvor luften stiger?

Luft som stiger opp skjer der luften konvergerer, noe som igjen skjer når luften roterer eller roterer mot klokken på den nordlige halvkule. Denne rotasjonen og rotasjonen kalles positiv virvling. Så i utgangspunktet trenger meteorologene bare å se etter områder med positiv virvling for å vite hvor stormene vil utvikle seg.

Mer informasjon på Weather.gov – Grunnleggende om vorticitet

Vortisitet oppstår på grunn av tre ting som er oppført:

Teorien ovenfor er kompleks, men kan deles opp i et enkelt bilde. Området med maksimal positiv virvling er foran rennen (det blå området nedenfor). Dette er faresonen og må vies spesiell oppmerksomhet. Baksiden av rennen har virvling, men mindre, mindre viktig (det oransje området nedenfor).

Nedenfor er et eksempel på et reelt geopotensial på 500 mbar.

Vi har lagt til områdene foran dalen der stormer/lavtrykk vil oppstå nedenfor, på det samme kartet.

Stormer utvikler seg der luften stiger, som vist i avsnittet ovenfor. Luften vil stige til et visst punkt (toppen av troposfæren i 10 kilometers høyde, som er som en vegg luften ikke kan passere gjennom). Luften må evakueres slik at den vertikale stigningen av luften kan fortsette og depresjonen kan forsterkes. Så det å se på det øvre atmosfærenivået (300 mbar / 9 kilometers høyde) er stedet hvor meteorologen/detektiven vil se etter indikasjoner på divergerende luft som ideelle forhold for at stormer skal forsterkes.

Jetstripene er der vinden er veldig sterk over 200 knop. Høyre inngangs- og venstre utgangsområder av jetstripene er områder der vindene i været divergerer, slik at luften nedenfor kan stige opp. Disse to områdene er markert med rødt nedenfor.

Mer informasjon finner du på: https://skepticalscience.com/print.php?n=1967

Hvis vi kombinerer alt vi så før, er det her en depresjon vil intensiveres til en kraftig storm: