Uitleg: Wat is thundersnow?

zware sneeuw kan vaak een rustige omgeving creëren. Een zalige stilte kan zich ontwikkelen als sneeuwvlokken draperen het landschap onder een deken van wit. Maar af en toe, kan een hemelsbreed flitser deze rust verstoren met een oorverdovende crash. Dat geluid kan echo ‘ s zijn, kort, zoals geweerschoten. De grond kan zelfs beven.

Dit is thundersnow.

om zich voor te doen, moeten de omstandigheden uitzonderlijk zijn. En tenzij het bijna direct boven je hoofd gebeurt, Weet je het misschien nooit., De reden: sneeuw fungeert als een sound suppressor, dempen donder en het beperken van het geluid vermogen om te stuiteren en te verspreiden.

toch lijkt thundersnow iets minder zeldzaam te worden.

bijvoorbeeld, een enorme sneeuwstorm op 7 maart trof de noordoostelijke staten en New England eerder deze week. En het werd vergezeld door talrijke scheuren van donder., Een bout raakte zelfs het hoogste gebouw van New York, het nieuwe 104 verdiepingen tellende World Trade Center gebouw.

twee maanden eerder was er nog een epidemie van onweer in New England. Het kwam kort na zonsopgang aan op 4 januari 2018. Op die ochtend, een vlaag van meer dan 30 flitsen getroffen een anders rustige, bosrijke omgeving in Montville, Conn. Ze vonden plaats langs een smalle band aan de noordwestkant van het landelijke meer Konomoc.

Lightning mapping is nauwkeurig tot op een paar honderd meter (tot 1000 voet). Dus het is onmogelijk om met alleen die gegevens te bevestigen wat er geraakt is., Maar er zijn twee radio-en televisie-zendmasten in het nabijgelegen Oakdale die zo ‘ n 316 en 367 meter de lucht in vliegen. Een limousine bedrijf — Liberty Limited-is pal naast het pand waarop deze torens zitten. Angela Ried werkt voor dat limo bedrijf. En ze bevestigt dat de torens die dag zijn geraakt.

ze “werden minstens vier of vijf keer geslagen”, herinnert ze zich. “Het was behoorlijk luid.”Hoewel ze meteen wist dat het bliksem was, was ze verbaasd om het in de winter te horen., “Ik werk hier sinds ’93,” merkt ze op, ” en dit is de eerste keer dat ik ooit donder en bliksem heb gezien tijdens een sneeuwstorm.”

haar geheugen komt overeen met lightning rapporten geregistreerd door de National Weather Service.Thundersnow verhuisde ook naar Needham, Mass. Bliksem werd geregistreerd op sites in de buurt van de WCVB-TV zendmasten. Deze structuren stijgen zo ‘ n 395 meter de lucht in. Ook zij ontstoken ongeveer een dozijn blikseminslagen.,

in het nabijgelegen Boston werd slechts één gebouw geraakt. Het was de Prudential Tower, een 52 verdiepingen tellende wolkenkrabber met een dakspits die 276 meter hoog was. De mast zendt signalen uit voor meerdere radiostations., “Ik hoorde het,” zei Owen Anastas, van Boston. Deze bijzondere staking, merkt hij op, “gebeurde rond 11:30 tijdens een ongelooflijke sneeuw.”

De storm gooide een voet (een derde meter) of meer sneeuw over een brede strook. En naar schatting negen op de tien blikseminslagen in die storm sloeg door de mens gemaakte structuren meer dan 250 meter (820 voet) hoog. Dat roept de vraag op: spelen menselijke structuren een rol in het bevorderen van thundersnow?

wat maakt thundersnow?,

onweersbuien vormen zich meestal wanneer warme lucht in de buurt van de grond opkomt (omdat deze minder dicht is dan nabijgelegen massa ‘ s koude lucht). Het is dezelfde reden dat een heteluchtballon vliegt. En deze omstandigheden zijn de reden waarom de meeste boomers worden voortgebracht tijdens de lente en zomermaanden.

De klimlucht stijgt enkele kilometers omhoog, tot een hoogte waar de temperatuur onder het vriespunt ligt. Dit kan leiden tot een fenomeen genaamd triboelectrificatie (Try-bo-ee-lek-trih-fih-KAY-shun). Dit woord beschrijft wrijving tussen luchtdeeltjes die een scheiding van elektrische lading veroorzaakt., Het is een beetje als het wrijven van een ballon tegen stof, zodat de gescheiden lading nu kan de ballon tijdelijk “plakken” aan de muur.

lucht binnen het onweer is zeer turbulent. Hierdoor botsen ijskristallen tegen elkaar op. Door dit proces kunnen ze elektronen winnen of verliezen. Ijskristallen verliezen elektronen, waardoor ze positief geladen. Natter neerslag wint elektronen, waardoor het negatief geladen. Als de ladingen genoeg opbouwen-ZAP! Een elektrische vonk, of bliksem, springt tussen de twee regio ‘ s om de lading in evenwicht te brengen.,

om dit in de winter te krijgen is echter een uitdaging. In de zomer, zakken van lucht stijgen verticaal om onweer te produceren. Dat gebeurt niet echt in de winter. Frigide – weersstormen ontwikkelen zich anders.,

twee conflicterende krachten voeren een strijd die lucht op een “schuin” pad hoog de lucht in stuurt. Dat betekent dat de lucht niet recht op en neer stijgt, zoals bij de meeste onweersbuien. Onweerstormen vormen zich meestal ook niet aan de warme kant van grote, spiraalvormige cyclonen, zoals onweersbuien meestal doen. In plaats daarvan ontwikkelen ze zich op een vreemde plek – de koudere achterkant van het stormsysteem.

omdat grote stormsystemen vaak op komma ‘ s lijken, wordt die agressieve reactie de “komma head” genoemd.”Hier komt koude lucht vanuit het noorden.

sneeuwstormen kunnen super winderig worden., Dit zal gebeuren omdat de laagste luchtdruk zal optreden in het midden van de storm. Het bootst een vacuüm na en trekt lucht uit zijn omgeving. Lucht spiraalt in het midden van stormsystemen als water wervelt in een afvoerput.

of dit is wat meestal gebeurt.

maar de storm van januari 2018 gooide een meteorologische curveball. Het bracht een extreem sterke temperatuurgradiënt met zich mee. Boven de oceaan bij Cape Cod, Mass. de luchttemperaturen stegen tot bijna 13 ° Celsius (55,4° Fahrenheit)., Slechts 330 kilometer (205 mijl) naar het Westen, over land in Connecticut, het was 18 graden C (23 graden F) kouder.

dat extreme temperatuurcontrast over zo ‘ n smal gebied genereerde een thermische wind. Dat is wanneer lucht stroomt van warme naar koude gebieden.

aangezien koude lucht dichter is, zinkt deze naar de grond. Warme lucht uit de oceaan wordt aangetrokken om het te vervangen. Die oppervlakkige koude lucht onderbreekt de indringende warme lucht. Dus de warme lucht klotst nu op dat koude” oppervlak ” van lucht.

die warme lucht gaat door om te klimmen in de atmosfeer omdat het heeft zo veel momentum., Het is alsof je een bal op een glijbaan rolt. Hier is de dia het oppervlak van koude lucht. En de warme lucht is die bal die het oppervlak oprolt. Normaal zou de lucht dit pad niet nemen. Het is alsof je de bal op de glijbaan gooit, tegen de zwaartekracht in.

het is ook vrij ongewoon, wat het moeilijk maakt om te voorspellen. Het is veel gemakkelijker om de omstandigheden die de neiging om te worden geassocieerd met het te voorspellen, zoals smalle banden van zware sneeuw.

uitzoeken of, wanneer en waar bliksem zal toeslaan binnen een sneeuwstorm is een ander verhaal.,

Het National Lightning Detection Network is een commercieel netwerk van antennes in de Verenigde Staten. Het bewaakt blikseminslagen 24/7, het hele jaar door. Maar de antennes van dit netwerk zullen bouten missen die knipperen in wolken. Dat is de reden waarom de National Weather Service vertrouwt op openbare rapporten van donder of bliksem te volgen de meeste thundersnow.

in zeldzame gevallen, zoals eerder deze winter, kunnen bouten de grond raken. En als ze dat doen, kunnen deze net zo gevaarlijk zijn als stakingen tijdens een zomerstorm. Ze kunnen schade veroorzaken, letsel, zelfs de dood., Eén bout tijdens een sneeuwstorm op 9 februari 2017 veroorzaakte een huisbrand in Warwick, R. I. De Bout zakte ook een boom in de buurt, waardoor een deel van zijn stam in de muur van dat huis werd geschoten,

de link met menselijke activiteiten

dus wat is er aan de hand? Twee Japanse onderzoekers hadden 24 jaar geleden een aantal inzichten die ze beschreven in het Journal of Geophysical Research. Hun artikel besprak tientallen jaren aan winterse blikseminslagen voor de noordkust van Japan. Het paar gebruikte radargegevens en metingen van instrumenten die worden gebruikt om elektrische activiteit te meten. Uit deze gegevens kwamen aanwijzingen naar voren., Het bleek dat een belangrijke verandering plaatsvindt wanneer laag-beklede Winter onweerswolken volwassen.

zie de wolk als een cake met drie lagen, waarbij elke laag een andere elektrische lading heeft. Voor ondiepe, laagbekken Winter onweerswolken, zijn de ladingen in deze lagen positief-negatief-positief. De lagere positieve lading kan verschijnen bij temperaturen van 0 tot -9° Celsius.

en waar de onderste laag een netto positieve elektrische lading heeft, is die laag “blijkbaar in staat om grondflitsen te veroorzaken”, merkte het papier op.,

dus waarom gooiden de 2018 New England stormwolken bijna uitsluitend hun bliksem naar hoge torens?

Het is mogelijk dat deze torens de bliksem activeerden door in de onderkant van wolken te prikken. Daarbij nemen ze deze lagere positieve lading op zich. Ze kunnen nu een bout vonken tussen de nu-positieve toren en de negatieve lading in het midden van de wolk erboven.

maar dat alleen zou niet genoeg moeten zijn om een bolt te genereren. Immers, de elektrische velden in sneeuwstormen zijn aanzienlijk kleiner dan die in de zomer donderwolken.,

deze velden kunnen echter lokaal worden uitgebreid met puntige objecten. Die punten kunnen een lading richten, het 10-voudige verhogen. En dat kan genoeg zijn om het niveau te overschrijden dat nodig is voor een elektrische lading — of vonk — om door de lucht te springen. Zodra dit gebeurt, kan die vonk een snelle kettingreactie veroorzaken.

Hiermee wordt een bliksemschicht geboren.

de rol van Winden — hoge winden

maar er is een addertje onder het gras. De natuur weerstaat ladingen die door de lucht springen. Dus wanneer een lading zich op een object opbouwt, heeft de lucht de neiging om een lokaal gebied eromheen te creëren dat de tegenovergestelde elektrische lading heeft., Dit is bekend als een “ruimte lading.”

beschouw de toren. Als er een positieve lading op de punt zou worden opgebouwd, zou er een negatieve ruimtelading omheen moeten ontstaan. Dit zou de top van de toren beschermen tegen het raken door een bout uit een gebied in de middelste laag van de wolk .

echter, waar de wind sterk genoeg is, kunnen ze deze afschermende ruimtelading wegblazen. Dat zou de top van de toren blootleggen, waardoor de kans op een blikseminslag dramatisch toeneemt.

Dit werd waargenomen in 2011 tijdens de Chicago thundersnow storm van 1 en 2 februari., Onderzoekers Tom Warner, Timothy Lang en Walter Lyons waargenomen winden van 29 kilometer per uur (18 mijl per uur) tijdens elke wolk-grond bliksemflits. Ze noteerden maar liefst 93 procent van de blikseminslagen in de besneeuwde regio van de storm betrokken hoge gebouwen of torens (met inbegrip van windturbines).tijdens New England ‘ s January thundersnow gebeurtenissen, de top van elke toren waar een bliksemschicht werd geregistreerd had ook ervaren harde wind. Inderdaad, de minimale snelheid tijdens elke flits overschreden 36 kilometer per uur (22,4 mijl per uur)., Bovendien was de basis van deze onweerswolken extreem laag.

de minimumhoogte waarop vocht zal condenseren, waardoor een wolk ontstaat, staat bekend als het “lifting condensation level”.”In het geval van de Januari stormen, dat niveau was rond 275 meter (902 voet). En raad eens: elke door de bliksem getroffen toren was hoger dan dat. Dus ze zouden in dat onderste positief geladen gebied van de wolken hebben geprikt.

en dan waren er de windturbines

Er was echter een uitzondering. Het was voor de kust van Block Island, Rhode Island.,

op het eerste gezicht leek het alsof 10 bliksemschichten willekeurig het water hadden geraakt. Gegevens zouden later laten zien dat er vijf windturbines waren. De bladen van de turbines werden gemonteerd op 30-meter (98,5-voet) sokkels. De turbines ‘ assen waren elk 100 meter (328 voet) hoog. En elk turbineblad was 73,5 meter lang. Hun totale hoogte zou dan hoger zijn dan 200 meter (656 voet) wanneer een bladpunt naar boven werd gericht.

dat is echter nog steeds 75 meter (246 voet) te kort van de schijnbaar minimale hoogte die nodig is om de wolkenbodem te doorboren., Maar dat hoeft niet in strijd te zijn met de regel, want wanneer wolken over de oceaan bewegen, zullen ze lucht tegenkomen met extra waterdamp. En dat zal het mogelijk maken de minimale wolkenbodem hoogte enigszins te vallen. Dat betekent dat de bladpunten inderdaad ondergedompeld kunnen zijn in de lagere positieve lading van de wolken.

voorspellingen doen

Dit wetende, kunnen meteorologen thundersnow van tevoren voorspellen?

Het lijkt zo.

ze kunnen zoeken naar omstandigheden die dergelijke elektrische lichtshows mogelijk maken., Bijvoorbeeld, iets bekend als “ijskristal canting” gaat vaak vooraf winter blikseminslagen. Deze term verwijst naar de oriëntatie van sneeuwvlokken. Die vlokken en andere ijskristallen vallen normaal plat horizontaal, als een pannenkoek op een bakplaat. Maar als een elektrisch veld zich in de basis van een wolk opbouwt, kan het ijskristallen kantelen (of verkant) in een verticale (op en neer) oriëntatie.

Dit verschijnt op de radar als verward uitziende banding. Als we weten hoe we die radar kunnen herkennen … kunnen de voorspellers naar een veld gaan dat sterk genoeg is om thundersnow te produceren.,

uitzoeken welke torens hoog genoeg zijn om de wolkenbasis te schrapen kan ook waarschijnlijke stakingskandidaten aanwijzen.

Het is heel goed mogelijk dat zonder wolkenkrabbers en andere superhoge door mensen gebouwde torens, de meeste thundersnow gewoon niet zou gebeuren.

met behulp van deze kennis is het mogelijk om op een dag snel het risico in een storm te berekenen dat een bepaalde hoge structuur zal worden getroffen door winter bliksem.