Hvordan dannes tordenvær?

01 av 07

Tordenvær

Et modent tordenvær, med ambolttopp. NOAA National Weather Service

Enten du tilfeldigvis er en tilskuer eller en 'skummel', er sjansen stor for at du aldri har tatt feil av synet eller lyden av en nærmer seg tordenvær . Og det er ikke rart hvorfor. Over 40 000 forekommer over hele verden hver dag. Av det totalt forekommer 10 000 daglig i USA alene.

02 av 07

Tordenvær klimatologi

Et kart som viser gjennomsnittlig antall tordenværsdager hvert år i USA (2010). NOAA National Weather Service

I vår- og sommermånedene ser det ut til at tordenvær oppstår som et urverk. Men ikke la deg lure! Tordenvær kan forekomme til alle tider av året, og til alle tider av døgnet (ikke bare ettermiddager eller kvelder). De atmosfæriske forholdene trenger bare være riktige.

Så, hva er disse forholdene, og hvordan fører de til stormutvikling?

03 av 07

Tordenvær ingredienser

For at et tordenvær skal utvikle seg, må 3 atmosfæriske ingredienser være på plass: løft, ustabilitet og fuktighet.

Løfte

Lift er ansvarlig for å sette i gang oppstrømmingen - migreringen av luft oppover i atmosfæren - som er nødvendig for å produsere en tordensky (cumulonimbus).

Løft oppnås på en rekke måter, den vanligste er gjennom differensiell oppvarming , eller konveksjon . Når solen varmer opp bakken, blir den oppvarmede luften ved overflaten mindre tett og stiger. (Se for deg luftbobler som stiger opp fra bunnen av en kokende vanngryte.)

Andre løftemekanismer inkluderer varm luft som overstyrer en kald front, kald luft som underskjærer en varm front (begge disse er kjent som frontløft ), luft som presses oppover langs siden av et fjell (kjent som orografisk løft ), og luft som kommer sammen på et sentralt punkt (kjent som konvergens .

Ustabilitet

Etter at luft er gitt et dytt oppover, trenger den noe for å hjelpe den med å fortsette sin stigende bevegelse. Dette 'noe' er ustabilitet.

Atmosfærisk stabilitet er et mål på hvor flytende luft er. Hvis luften er ustabil, betyr det at den er veldig flytende og når den er satt i bevegelse vil den følge den bevegelsen i stedet for å gå tilbake til startposisjonen. Hvis en ustabil luftmasse presses oppover av en kraft, vil den fortsette oppover (eller hvis den presses ned, vil den fortsette nedover).

Varm luft anses generelt for å være ustabil fordi den, uavhengig av kraft, har en tendens til å stige (mens kald luft er tettere og synker).

Fuktighet

Løft og ustabilitet resulterer i stigende luft, men for at det skal dannes en sky, må det være tilstrekkelig med fuktighet innenfor luften for å kondensere til vanndråper som den stiger opp. Kilder til fuktighet inkluderer store vannmasser, som hav og innsjøer. Akkurat som varme lufttemperaturer hjelper til med løft og ustabilitet, hjelper varmt vann distribusjonen av fuktighet. De har en høyere fordampning hastighet, noe som betyr at de lettere slipper ut fuktighet til atmosfæren enn kjøligere vann gjør.

I USA er Mexicogolfen og Atlanterhavet er viktige kilder til fuktighet som gir drivstoff til alvorlige stormer.

04 av 07

De tre stadiene

Diagram over et flercellet tordenvær bestående av individuelle stormceller - hver i et forskjellig utviklingsstadium. Piler representerer den sterke opp-og-ned-bevegelsen (opp- og nedtrekk) som karakteriserer dynamikken i tordenvær. NOAA National Weather Service

Alle tordenvær, begge deler alvorlig og ikke-alvorlige, gå gjennom 3 stadier av utvikling:

1. den ruvende cumulus-scenen,
2. det modne stadiet, og
3. det forsvinnende stadiet.

05 av 07

1. Den ruvende Cumulus-scenen

Den innledende fasen av utviklingen av tordenvær domineres av tilstedeværelsen av oppstrøms. Disse vokser skyen fra en cumulus til en ruvende cumulonimbus. NOAA National Weather Service

Ja, det er det cumulus som i fint vær cumulus . Tordenvær stammer faktisk fra denne ikke-truende skytypen.

Selv om dette til å begynne med kan virke motstridende, tenk på dette: termisk ustabilitet (som utløser utvikling av tordenvær) er også selve prosessen der en cumulussky dannes. Ettersom solen varmer opp jordoverflaten, varmes noen områder opp raskere enn andre. Disse varmere lommene med luft blir mindre tette enn luften rundt, noe som får dem til å stige, kondensere og danne skyer. Imidlertid fordamper disse skyene i løpet av minutter etter dannelse inn i den tørrere luften i den øvre atmosfæren. Hvis dette skjer over en lang nok periode, vil luften til slutt fuktes og fra det tidspunktet, fortsetter skyvekst i stedet for å kvele den.

Denne vertikale skyveksten, referert til som en opptrekk , er det som kjennetegner cumulus-stadiet i utviklingen. Det fungerer å bygge stormen. (Hvis du noen gang har sett en cumulussky nøye, kan du faktisk se dette skje. (Skyen begynner å spire oppover høyere og høyere mot himmelen.)

Under cumulus-stadiet kan en normal cumulus-sky vokse til en cumulonimbus med en høyde på nesten 20 000 fot (6 km). I denne høyden passerer skyen frysepunktet på 0°C (32°F), og det begynner å dannes nedbør. Ettersom nedbør samler seg i skyen, blir det for tungt til at oppstrømming kan støtte. Det faller inne i skyen, og forårsaker luftmotstand. Dette skaper igjen et område med nedadrettet luft referert til som en nedtrekk .

06 av 07

2. Den modne scenen

I et 'modent' tordenvær eksisterer et opp- og nedtrekk samtidig. NOAA National Weather Service

Alle som har opplevd et tordenvær er kjent med det modne stadiet - perioden da vindkast og kraftig nedbør merkes på overflaten. Det som imidlertid kan være ukjent, er det faktum at en storms downdraft er den underliggende årsaken til disse to klassiske tordenværforholdene.

Husk at når nedbøren bygger seg opp i en cumulonimbus-sky, genererer den til slutt et nedtrekk. Vel, når nedstrømmingen beveger seg nedover og går ut av bunnen av skyen, frigjøres nedbøren. Et sus av regnavkjølt tørr luft følger med. Når denne luften når jordens overflate, sprer den seg ut foran tordenskyen – en hendelse kjent som vindkast foran . Vindkastfronten er grunnen til at kjølige, luftige forhold ofte merkes ved begynnelsen av en regnskyll.

Med stormens oppstrømning som oppstår side ved side med nedstrømmingen, vil stormsky fortsetter å forstørre. Noen ganger når den ustabile regionen så langt opp som bunnen av stratosfæren . Når opptrekkene stiger til den høyden, begynner de å spre seg sidelengs. Denne handlingen skaper den karakteristiske ambolttoppen. (Fordi ambolten er plassert veldig høyt oppe i atmosfæren, består den av cirrus/iskrystaller.)

Hele tiden blir kjøligere, tørrere (og derfor tyngre) luft fra utsiden av skyen introdusert inn i skymiljøet bare ved at den vokser.

07 av 07

3. Dissiperingsstadiet

Diagram av et forsvinnende tordenvær - dets tredje og siste stadium. NOAA National Weather Service

Med tiden, ettersom den kjøligere luften utenfor skymiljøet i økende grad infiltrerer den voksende stormskyen, overtar stormens nedtrekk til slutt dens oppstrøm. Uten tilførsel av varm, fuktig luft for å opprettholde strukturen, begynner stormen å svekkes. Skyen begynner å miste sine lyse, skarpe konturer og fremstår i stedet mer fillete og flekkete – et tegn på at den eldes.

Hele livssyklusprosessen tar omtrent 30 minutter å fullføre. Avhengig av typen tordenvær kan en storm gå gjennom den bare én gang (enkeltcelle), eller flere ganger (flercelle). (Vestfronten utløser ofte veksten av nye tordenvær ved å fungere som en kilde til løft for nærliggende fuktig, ustabil luft.)