obfity śnieg często tworzy spokojne otoczenie. Błogi spokój może rozwinąć się, gdy płatki śniegu przykryją krajobraz pod białym kocem. Ale od czasu do czasu, rozbłysk na niebie może zakłócić ten spokój ogłuszającym, rozbijającym ucho uderzeniem. Ten dźwięk może odbijać się echem, krótko, jak strzały. Ziemia może nawet drżeć.
To jest thundersnow.
aby zaistnieć, okoliczności muszą być wyjątkowe. I jeśli nie nastąpi to prawie bezpośrednio nad głową, możesz nigdy o tym nie wiedzieć., Powód: śnieg działa jak tłumik dźwięku, tłumiąc grzmoty i ograniczając zdolność odbicia i rozprzestrzeniania się dźwięku.
jednak thundersnow wydaje się być coraz mniej rzadki.
nauczyciele i rodzice, Zapisz się do ściągawki
cotygodniowe aktualizacje, które pomogą Ci korzystać z wiadomości naukowych dla uczniów w środowisku uczenia się
na przykład ogromna burza śnieżna 7 marca uderzyła w północno-wschodnie stany i Nową Anglię na początku tego tygodnia. Towarzyszyły mu liczne burze., Jedna śruba uderzyła nawet w najwyższą nowojorską strukturę, nowy 104-piętrowy budynek World Trade Center.
dwa miesiące wcześniej kolejna epidemia burzy w Nowej Anglii. Dotarł wkrótce po świcie 4 stycznia 2018 roku. Tego ranka ponad 30 rozbłysków uderzyło w cichą, zalesioną okolicę w Montville, Conn. Występowały one wzdłuż wąskiego pasma po północno-zachodniej stronie wiejskiego Jeziora Konomoc.
mapowanie piorunów jest dokładne do kilkuset metrów (do 1000 stóp). Więc nie można potwierdzić tylko tymi danymi, co zostało uderzone., Ale w pobliskim Oakdale znajdują się dwie wieże radiowe i telewizyjne, które wznoszą się w niebo o wysokości 316 i 367 metrów (1037 i 1204 stóp). Firma limuzyna-Liberty Limited-jest tuż obok nieruchomości, na której stoją te wieże. Angela Ried pracuje dla tej firmy. I potwierdza, że wieże zostały uderzone tego dnia.
uderzyli co najmniej 4-5 razy-wspomina. „Było dość głośno.”Choć od razu wiedziała, że to piorun, była zaskoczona, słysząc to w zimie., „Pracuję tu od ’93”, zauważa, ” i to jest pierwszy raz, kiedy widzę grzmoty i błyskawice podczas burzy śnieżnej.”
Thundersnow przeniósł się także do Needham, Mass. Błyskawica została zarejestrowana w miejscach w pobliżu wież transmisyjnych WCVB-TV. Konstrukcje te wznoszą się około 395 metrów (1300 stóp) w powietrze. Oni też wywołali około tuzina uderzeń pioruna.,
w pobliskim Bostonie uderzył tylko jeden budynek. Był to Prudential Tower, 52-piętrowy wieżowiec z iglicą na dachu o wysokości 276 metrów (906 stóp). Maszt nadaje sygnały dla wielu stacji radiowych., – Słyszałem-powiedział Owen Anastas z Bostonu. Ten konkretny strajk, zauważa, ” wydarzyło się około 11: 30 podczas niesamowitego śniegu.”
burza zrzuciła stopę (jedną trzecią metra) lub więcej śniegu w szerokim połaci. Szacuje się, że dziewięć na 10 uderzeń piorunów w tej burzy uderzyło w zbudowane przez człowieka budowle o wysokości ponad 250 metrów (820 stóp). Nasuwa się więc pytanie: czy struktury ludzkie odgrywają jakąś rolę we wspieraniu thundersnow?
co sprawia, że thundersnow?,
burze zwykle powstają, gdy ciepłe powietrze w pobliżu Ziemi unosi się (ponieważ jest mniej gęste niż pobliskie masy zimnego powietrza). Z tego samego powodu wzlatuje balon na ogrzane powietrze. I te warunki są dlaczego większość boomers są tarło w miesiącach wiosennych i letnich.
powietrze wspinaczkowe wzniesie się kilka kilometrów w górę, do wysokości, gdzie temperatura jest poniżej zera. Może to wywołać zjawisko zwane triboelektryfikacją (Try-bo-EE-lek-trih-fih-KAY-shun). Słowo to opisuje tarcie między cząstkami powietrza, które powoduje rozdzielenie ładunku elektrycznego., Jest to trochę jak pocieranie balonu o tkaninę, tak że oddzielony ładunek pozwala teraz balonowi tymczasowo „przykleić się” do ściany.
powietrze w czasie burzy jest bardzo burzliwe. Powoduje to, że kryształy lodu wpadają na siebie. Dzięki temu procesowi mogą zyskać lub stracić elektrony. Kryształy lodu tracą elektrony, pozostawiając je dodatnio naładowane. Opad mokry zyskuje elektrony, co czyni go ujemnie naładowanym. Kiedy ładunki się zwiększą-ZAP! Iskra elektryczna lub błyskawica przeskakuje między dwoma regionami, aby zrównoważyć ładunek.,
zdobycie tego w zimie jest jednak wyzwaniem. Latem kieszenie powietrza wznoszą się pionowo, tworząc burze. Tak naprawdę nie dzieje się zimą. Oziębłe burze rozwijają się inaczej.,
dwie sprzeczne siły toczą bitwę, która wysyła powietrze po „ukośnej” ścieżce wysoko w niebo. Oznacza to, że powietrze nie unosi się prosto w górę iw dół, jak w większości burz. Burze burzowe również zwykle nie tworzą się po ciepłej stronie dużych, spiralnych cyklonów, jak zwykle burze z piorunami. Zamiast tego rozwijają się w dziwnym miejscu-zimniejszym tylnej stronie systemu burzowego.
ponieważ duże systemy burzowe często wyglądają jak przecinki, ten agresywny Luz nazywa się „głową przecinka.”Tu zimne powietrze otacza się od północy.
burze śnieżne mogą stać się super wietrzne., Stanie się tak, ponieważ najniższe ciśnienie powietrza wystąpi w centrum burzy. Naśladuje próżnię, wciągając powietrze z otoczenia. Spirale powietrza w środku systemów burzowych, jak woda wirująca w odpływie.
lub tak zwykle bywa.
Przyniósł ze sobą niezwykle silny gradient temperatury. Nad wodami oceanu u wybrzeży Cape Cod, Mass., Temperatura powietrza wzrosła do blisko 13 ° Celsjusza (55,4 ° Fahrenheita)., Zaledwie 330 kilometrów (205 mil) na zachód, nad lądem w Connecticut, było 18 stopni C (23 stopnie F) zimniej.
Ten skrajny kontrast temperaturowy w tak wąskim rejonie generował wiatr termiczny. Wtedy powietrze przepływa z ciepłych do zimnych regionów.
ponieważ zimne powietrze jest gęstsze, tonie do ziemi. Ciepłe powietrze z oceanu zostaje wciągnięte, aby je zastąpić. To przytulające się do powierzchni zimne powietrze podcina otaczające ciepłe powietrze. Więc ciepłe powietrze teraz rozlewa tę zimną „powierzchnię” powietrza.
to ciepłe powietrze wdrapuje się do atmosfery, bo ma taki rozmach., To jak toczenie piłki po zjeżdżalni. Tutaj ślizg jest powierzchnią zimnego powietrza. A ciepłe powietrze to ta kula tocząca się po tej powierzchni. Normalnie powietrze nie podążałoby tą ścieżką. To jak rzucanie piłką w górę zjeżdżalni, przeciwko sile grawitacji.
jest też dość rzadki, co utrudnia prognozowanie. Znacznie łatwiej jest przewidzieć warunki, które wydają się być z nim związane, takie jak wąskie pasma obfitego śniegu.
zastanawianie się, czy, kiedy i gdzie piorun uderzy w czasie burzy śnieżnej, to inna historia.,
National Lightning Detection Network to komercyjna sieć anten w Stanach Zjednoczonych. Monitoruje uderzenia pioruna 24/7, przez cały rok. Ale anteny tej sieci ominą śruby migające w chmurach. Dlatego National Weather Service opiera się na publicznych doniesieniach o grzmotach lub błyskawicach, aby śledzić większość grzmotów.
w rzadkich przypadkach, jak to miało miejsce wcześniej tej zimy, śruby mogą uderzyć w ziemię. A kiedy to się stanie, mogą one być równie niebezpieczne, jak strajki podczas letniej burzy. Mogą powodować uszkodzenia, obrażenia — nawet śmierć., Jedna śruba podczas burzy śnieżnej 9 lutego 2017 r. spowodowała pożar domu w Warwick, R. I. śruba uderzyła również w pobliskie drzewo, wysadzając część swojego pnia w ścianę tego domu,
link do ludzkiej działalności
więc co się dzieje? Dwaj japońscy naukowcy 24 lata temu mieli pewne spostrzeżenia, które opisali w Journal of Geophysical Research. W artykule omówiono dziesiątki lat zimowego uderzenia pioruna u północnych wybrzeży Japonii. Para wykorzystywała dane radarowe i pomiary z przyrządów służących do pomiaru aktywności elektrycznej. Na podstawie tych danych pojawiły się wskazówki., Okazało się, że kluczowa zmiana ma miejsce, gdy niskie szczyty zimowe thunderclouds dojrzewają.
pomyśl o chmurze jak o trójwarstwowym cieście, z każdą warstwą o innym ładunku elektrycznym. W przypadku płytkich, nisko opadających zimowych grzmotów ładunki w tych warstwach są dodatnie-ujemne-dodatnie. Niższy ładunek dodatni może pojawić się w temperaturach od 0 do -9 ° C.
i gdzie dolna warstwa ma dodatni ładunek elektryczny netto, warstwa ta „jest najwyraźniej zdolna do inicjowania błysków ziemi”, zauważa gazeta.,
dlaczego w 2018 roku chmury burzowe w Nowej Anglii prawie wyłącznie rzucają piorunami w wysokie wieże?
możliwe, że te wieże wywołały piorun, wbijając się w spód chmur. W ten sposób przyjmują ten niższy ładunek dodatni. Mogą teraz iskrzyć śrubę między dodatnią wieżą a ujemnym ładunkiem w środku chmury powyżej.
ale to samo nie powinno wystarczyć do wygenerowania śruby. W końcu pola elektryczne w burzach śnieżnych są znacznie mniejsze niż w letnich burzach.,
jednak pola te mogą być lokalnie rozszerzane o obiekty spiczaste. Punkty te mogą skupić ładunek, zwiększając go 10-krotnie. A to może wystarczyć do przekroczenia poziomu wymaganego dla ładunku elektrycznego — lub iskry — do Skoku w powietrzu. Gdy tak się stanie, iskra może wywołać szybką reakcję łańcuchową.
z tym rodzi się piorun.
rola wiatrów — silne wiatry
ale jest haczyk. Natura opiera się ładunkom skaczącym w powietrzu. Więc kiedy ładunek gromadzi się na jakimś obiekcie, powietrze ma tendencję do tworzenia lokalnego regionu wokół niego, który ma przeciwny ładunek elektryczny., Jest to znane jako ” ładunek kosmiczny.”
rozważ wieżę. Jeśli dodatni ładunek będzie narastał na końcówce, wokół niej powinien powstać ujemny ładunek przestrzenny. To chroniłoby czubek wieży przed uderzeniem śrubą z obszaru w środkowej warstwie chmury .
jednak tam, gdzie wiatry są wystarczająco silne, mogą faktycznie zdmuchnąć ten ładunek kosmiczny. To sprawi, że czubek wieży zostanie odsłonięty, znacznie zwiększając szanse na wywołanie uderzenia pioruna.
zaobserwowano to w 2011 roku podczas burzy Chicago thundersnow z 1 i 2 lutego., Naukowcy Tom Warner, Timothy Lang i Walter Lyons zaobserwowali wiatr o prędkości 29 kilometrów na godzinę (18 mil na godzinę) podczas każdego błysku błyskawicy od chmury do ziemi. Odnotowali aż 93 procent uderzeń piorunów w zaśnieżonym regionie burzy związanych z wysokimi budynkami lub wieżami (w tym turbinami wiatrowymi).
W rzeczywistości minimalna prędkość podczas każdego błysku przekraczała 36 kilometrów na godzinę (22,4 mil na godzinę)., Co więcej, podstawa tych chmur burzowych była bardzo niska.
Minimalna wysokość, na której wilgoć będzie się skraplać, tworząc chmurę, jest znana jako „podnoszący poziom kondensacji.”W przypadku styczniowych burz poziom ten wynosił około 275 metrów(902 stopy). I zgadnij co: każda wieża uderzona piorunem była wyższa niż ta. Więc wbiliby się w ten niższy, naładowany dodatnio obszar chmur.
a potem były turbiny wiatrowe
był jednak wyjątek. Znajdował się u wybrzeży Block Island w stanie Rhode Island.,
na pierwszy rzut oka wydawało się, że około 10 piorunów przypadkowo uderzyło w wodę. Dane później pokazują, że pięć turbin wiatrowych było tam. Łopaty turbin były zamontowane na 30-metrowym (98,5-stopowym) cokole. Wały turbin miały wysokość 100 metrów (328 stóp). Każdy z łopatek turbiny miał 73,5 metra (214 stóp) długości. Ich całkowita wysokość przekraczałaby wówczas 200 metrów (656 stóp), gdy czubek ostrza był wycelowany w górę.
to jednak wciąż 75 metrów (246 stóp) brakuje pozornie minimalnej wysokości potrzebnej do przebicia DNA chmury., Ale nie musi to naruszać zasady, ponieważ gdy chmury poruszają się nad oceanem, napotkają powietrze z dodatkową parą wodną. A to pozwoli nieco obniżyć minimalną wysokość chmury. Oznacza to, że końcówki ostrzy rzeczywiście mogły być zanurzone w niższym ładunku dodatnim chmur.
Dokonywanie prognoz
wiedząc o tym, czy meteorolodzy mogą prognozować grzmoty z wyprzedzeniem?
na to wygląda.
mogą skanować w poszukiwaniu warunków, które umożliwiłyby takie pokazy światła elektrycznego., Na przykład, coś, co znane jest jako” canting crystal Ice ” często poprzedza uderzenia pioruna zimą. Termin ten odnosi się do orientacji płatków śniegu. Te płatki i inne kryształy lodu Zwykle opadają płasko poziomo, jak naleśnik na patelni. Ale gdy pole elektryczne buduje się w podstawie chmury, może przechylić (lub przechylić) kryształy lodu w pionową (w górę iw dół) orientację.
to pojawia się na radarze jako zakłopotany banding. Wiedząc, jak wykryć sygnaturę radaru, prognostowie mogą skierować się w stronę pola wystarczająco silnego, by wytworzyć piorun.,
zastanawianie się, które wieże są wystarczająco wysokie, aby zeskrobać bazę chmur, również może wskazać prawdopodobnych kandydatów do strajku.
jest całkowicie możliwe, że bez drapaczy chmur i innych super wysokich wież zbudowanych przez człowieka, większość thundersnow po prostu nie zdarzyłaby się.
korzystając z takiej wiedzy, może być możliwe, aby pewnego dnia obliczyć ryzyko w burzy, że dana wysoka struktura zostanie uderzona przez zimowy piorun.
The Weather Channel