Бороондун пайда болушу жөнүндөгү теория
Бороон-чапкындар жаратылыштын эң таң калыштуу, бирок кыйратуучу кубулуштарынын бири. Алар ар кандай формада болот, анын ичинде күн күркүрөөсү, бороон-чапкын, торнадо жана кар бороондору, ар бири уникалдуу өзгөчөлүктөрү менен мүнөздөлөт, бирок метеорологиянын жалпы негизги принциптери менен бириктирилет. Бороон-чапкындын пайда болушун түшүнүү илимий изилдөөлөр үчүн гана эмес, аба ырайын алдын ала айтуу, кырсыктарга даярдык көрүү жана климат таануу сыяктуу практикалык колдонмолор үчүн да абдан маанилүү. Бул макалада бороон-чапкындын пайда болушунун негизги теориялары терең изилденип, энергия, атмосфералык шарттар жана физикалык мыйзамдар кантип биригип, бул күчтүү системаларды кантип түзөрү түшүндүрүлөт.
Энергия булагы: Күн радиациясы
Күн - Жердеги аба ырайы системаларын кыймылдаткан негизги энергия булагы. Күн радиациясы планетанын жантайышы, айланышы жана суу объектилери, токойлор жана шаар аймактары сыяктуу ар кандай жер бетинин мүнөздөмөлөрүнөн улам Жердин бетин бирдей эмес жылытат. Мындай бирдей эмес жылытуу температура менен басымдын айырмасын жаратып, аба массаларынын кыймылына алып келет. Тыгыздыгы азыраак болгон жылуу аба көтөрүлөт, ал эми муздак аба ылдый түшөт, бул бороон-чапкындын пайда болушу үчүн маанилүү болгон конвекциялык агымдарды түзөт.
Атмосфералык туруктуулук жана туруксуздук
Атмосферанын туруктуулугу жана туруксуздугу түшүнүктөрү бороондордун эмне үчүн жана кантип пайда болорун түшүнүү үчүн абдан маанилүү. Эгерде көтөрүлүп жаткан аба бөлүгү муздап, айлана-чөйрөсүнөн тыгызыраак болуп, баштапкы абалына кайтып келсе, атмосфера туруктуу деп эсептелет. Тескерисинче, эгерде көтөрүлүп жаткан аба бөлүгү айлана-чөйрөсүнөн жылуураак жана тыгыздыгы азыраак болгондуктан, атмосфера туруксуз болот. Туруксуздук бороон булуттарынын пайда болушу үчүн эң сонун чөйрөнү түзөт.
Атмосферанын туруксуздугунун негизги көрсөткүчү - бул температуранын бийиктик менен төмөндөө ылдамдыгы болгон тайгалануу ылдамдыгы. Эгерде айлана-чөйрөнүн тайгалануу ылдамдыгы адиабаттык тайгалануу ылдамдыгынан (абанын бир бөлүгү көтөрүлгөндө муздаган ылдамдык) ашып кетсе, атмосфера туруксуз деп эсептелет. Бул туруксуздук конвекциянын пайда болушуна өбөлгө түзүп, булуттардын пайда болушуна жана, балким, бороон-чапкындарга алып келет.
Нымдуулук: бороон-чапкындар үчүн отун
Суу буусу бороондун пайда болушунда дагы бир маанилүү ингредиент болуп саналат. Нымдуулуктун жана аба массасынын көлөмү температура менен экспоненциалдуу түрдө жогорулашы мүмкүн. Бул жылуу аба көбүрөөк суу буусун топтой алат дегенди билдирет, ал көтөрүлүп жана муздаганда суу тамчыларына айланып, жашыруун жылуулукту бөлүп чыгарат. Бул жашыруун жылуулуктун бөлүнүп чыгышы көтөрүлүп келе жаткан абаны андан ары жылытып, анын калкып жүрүүсүн күчөтүп, бороон булуттарынын пайда болушуна өбөлгө түзөт.
Кумулонимбус сыяктуу булут түрлөрү катуу бороон-чапкындар менен өзгөчө байланышкан. Бул бийик булуттар бүтүндөй тропосферага жайылып, күн күркүрөөнү, катуу жамгырды, мөндүрдү жана ал тургай торнадолорду пайда кылууга жөндөмдүү.
Шамалдын кесилиши жана айлануусу
Шамалдын жылышы, башкача айтканда, шамалдын ылдамдыгынын жана/же багытынын бийиктикке жараша өзгөрүшү, бороондун өнүгүшүндө, айрыкча катуу күн күркүрөгөн жана торнадо болгон учурларда маанилүү ролду ойнойт. Шамалдын жылышы бороондо жогору карай агып түшүүчү агымдарды кыйшайтып, алардын өтө тез кулап кетишине жол бербейт жана бороондун өсүшүнө жана күчөшүнө мүмкүндүк берет. Катуу шамалдын жылышы болгон учурда, күн күркүрөгөн жаандар жогорку деңгээлде уюшкан жана торнадолорду кошо алганда узакка созулган, катаал аба ырайын жаратууга жөндөмдүү суперклеткаларга айланышы мүмкүн.
Торнадолордо шамалдын жылышы бороондо айланууну да пайда кылышы мүмкүн. Мезоциклон деп аталган айлануучу өйдө карай агып чыгуу шамалдын жылышы горизонталдык куюнду (айлануу кыймылын) вертикалдык окко кыйшайтканда пайда болот. Туура шарттарда бул мезоциклон тартылып, күчөп, торнадонун пайда болушуна алып келиши мүмкүн.
Синоптикалык шкала: аба ырайынын фронттору жана төмөнкү басымдагы системалар
Бороон-чапкындар көбүнчө ар кандай аба массаларынын ортосундагы чек аралар болгон аба ырайынын фронттору боюнча пайда болот. Муздак аба массасы жылуу аба массасына түртүлгөн муздак фронттор тыгыздыгы азыраак жылуу абаны тез көтөрүлүүгө мажбурлайт, бул көбүнчө күн күркүрөшүнүн пайда болушуна алып келет. Ошо сыяктуу эле, жылуу аба массасы муздак аба массасынын үстүнөн жылган жылуу фронттор абаны акырын көтөрүп, кеңири таралган булуттуулукка жана жаан-чачынга алып келет.
Төмөнкү басымдагы системалар бороондун пайда болушунда дагы бир маанилүү ролду ойнойт. Жер бетиндеги төмөнкү басымдагы аймактар айланадагы аймактардан абаны өзүнө тартат. Аба төмөнкү басым борборуна жакындаганда, ал көтөрүлүүгө, муздоого жана конденсацияланууга аргасыз болуп, булуттарды жана жаан-чачындарды пайда кылат. Жердин айланышынан улам пайда болгон Кориолис эффектиси конвергенцияланган абанын спираль түрүнө алып келип, циклондук циркуляцияга алып келет. Өзгөчө учурларда, шарттар туура болгондо, жылуу океан сууларынын үстүндө тропикалык циклондор же бороондор пайда болушу мүмкүн, бул планетадагы эң күчтүү бороондордун айрымдарына алып келет.
Мезомасштабдуу конвективдик системалар
Мезомасштабдуу конвективдик системалар (MCS) – бул катуу жаан-чачын, катуу шамал жана торнадо сыяктуу катаал аба ырайын жаратышы мүмкүн болгон бороондордун чоң кластерлери. Бул системалар жүздөгөн километрлерди камтып, бир нече саатка чейин сакталып кала алат. Алар кичинекей бороон клеткаларынын өз ара аракеттенүүсү аркылуу пайда болуп, алар чоңураак, бирдиктүү системага айланат. MCSтер, айрыкча, АКШнын Орто-Батышында кеңири таралган жана көптөгөн аймактарда жайкы жаан-чачынга чоң салым кошот.
Топографиянын ролу
Топография, же жердин физикалык өзгөчөлүктөрү, бороондун пайда болушуна жана анын күчүнө олуттуу таасир этиши мүмкүн. Тоолор абаны көтөрүүгө мажбурлайт (орографиялык көтөрүлүү), бул булуттардын пайда болушуна жана шамал тарапта жаан-чачындын көбөйүшүнө алып келет. Бул процесс бороондун өнүгүшүн күчөтүп, тоолуу аймактарда катуу жаан-чачынга алып келиши мүмкүн. Тескерисинче, АКШнын борбордук бөлүгүндөгү "Торнадо аллеясындагы" сыяктуу түздүктөр шамалдын агымына аз каршылык көрсөтөт, бул күн күркүрөгөн жаан-чачындын пайда болушуна жана узак аралыкта өзүнүн күчүнүн сакталышына мүмкүндүк берет.
Адамдын таасирлери
Адамдын ишмердүүлүгү, айрыкча урбанизация жана булгануу да бороон-чапкындын пайда болушуна таасир этиши мүмкүн. Бетон жана асфальттын көптүгү менен шаар аймактары айланасындагы айыл жерлерине караганда көбүрөөк ысып, жергиликтүү туруксуздукту жаратып, бороон-чапкындын өнүгүшүн күчөтөт — бул шаардык жылуулук аралы эффектиси деп аталган кубулуш. Мындан тышкары, булгануу булуттардын пайда болушунун микрофизикасын өзгөртүп, жаан-чачындын үлгүлөрүнө жана бороон-чапкындын интенсивдүүлүгүнө таасир этиши мүмкүн.
жыйынтыктоо
Бороондун пайда болушу – бул ар кандай атмосфералык процесстердин, анын ичинде Күндөн келген энергиянын кириши, атмосферанын туруктуулугу, нымдуулуктун болушу, шамалдын жылышы жана топографиялык таасирлердин татаал өз ара аракеттениши. Бул факторлорду жана алардын өз ара аракеттенүүсүн түшүнүү бороондордун кесепеттерин алдын ала айтуу жана азайтуу үчүн абдан маанилүү. Метеорологиядагы жетишкендиктер, анын ичинде жакшыртылган байкоо куралдары жана эсептөө моделдери, бороондорду алдын ала айтуу жана алардын негизги механизмдерин түшүнүү жөндөмүбүздү жакшыртат. Түшүнүгүбүз өскөн сайын, өмүрдү жана мүлктү жаратылыштын коркунучтуу күчтөрүнөн коргоо жөндөмүбүз да өсөт.
