Lebenszyklus eines Gewitters

Egal, ob Sie ein Zuschauer oder ein "Spuk" sind, wahrscheinlich haben Sie den Anblick oder die Geräusche einer Annäherung nie falsch verstanden Gewitter. Und es ist kein Wunder warum. Täglich kommen weltweit über 40.000 Menschen vor. Davon kommen allein in den USA täglich 10.000 vor.

In den Frühlings- und Sommermonaten scheinen Gewitter wie am Schnürchen aufzutreten. Aber lass dich nicht täuschen! Gewitter können zu jeder Jahreszeit und zu jeder Tageszeit auftreten (nicht nur nachmittags oder abends). Die atmosphärischen Bedingungen müssen nur richtig sein.

Wie sind diese Bedingungen und wie führen sie zur Sturmentwicklung?

Damit sich ein Gewitter entwickeln kann, müssen 3 atmosphärische Inhaltsstoffe vorhanden sein: Auftrieb, Instabilität und Feuchtigkeit.

Der Aufzug ist für die Einleitung des Aufwinds verantwortlich - der Luftwanderung nach oben in die Atmosphäre -, die zur Erzeugung einer Gewitterwolke (Cumulonimbus) erforderlich ist.

Das Heben wird auf verschiedene Arten erreicht, am häufigsten durch Differenzheizung, oder Konvektion. Wenn die Sonne den Boden erwärmt, wird die erwärmte Luft an der Oberfläche weniger dicht und steigt auf. (Stellen Sie sich Luftblasen vor, die vom Boden eines kochenden Wassertopfs aufsteigen.)

Andere Hebemechanismen umfassen warme Luft, die eine Kaltfront überschreibt, kalte Luft, die eine Warmfront unterbietet (beide sind bekannt als Frontlift), wobei die Luft entlang eines Berges nach oben gedrückt wird (bekannt als orographischer Aufzug) und Luft, die an einem zentralen Punkt zusammenkommt (bekannt als Konvergenz.

Nachdem die Luft einen Aufwärtsschub erhalten hat, braucht sie etwas, um ihre aufsteigende Bewegung fortzusetzen. Dieses "Etwas" ist Instabilität.

Die atmosphärische Stabilität ist ein Maß dafür, wie schwimmfähig Luft ist. Wenn Luft instabil ist, bedeutet dies, dass sie sehr schwimmfähig ist und nach dem Einsetzen dieser Bewegung folgt, anstatt an ihren Startort zurückzukehren. Wenn eine instabile Luftmasse durch eine Kraft nach oben gedrückt wird, geht sie weiter nach oben (oder wenn sie nach unten gedrückt wird, geht sie weiter nach unten).

Warme Luft wird im Allgemeinen als instabil angesehen, da sie unabhängig von der Kraft zum Aufsteigen neigt (während kalte Luft dichter ist und sinkt).

Auftrieb und Instabilität führen zu aufsteigender Luft, aber damit sich eine Wolke bildet, muss ausreichend Feuchtigkeit vorhanden sein innerhalb die Luft zu Wassertropfen kondensieren wie es steigt auf. Zu den Feuchtigkeitsquellen zählen große Gewässer wie Ozeane und Seen. So wie warme Lufttemperaturen das Heben und die Instabilität unterstützen, unterstützt warmes Wasser die Verteilung von Feuchtigkeit. Sie haben eine höhere Verdunstung Dies bedeutet, dass sie leichter Feuchtigkeit an die Atmosphäre abgeben als kühleres Wasser.

In den USA ist die Golf von Mexiko und der Atlantik sind wichtige Feuchtigkeitsquellen für schwere Stürme.

Ja das ist Kumulus wie in Schönwetter Cumulus. Gewitter stammen tatsächlich von diesem nicht bedrohlichen Wolkentyp.

Während dies zunächst widersprüchlich erscheinen mag, bedenken Sie Folgendes: Die thermische Instabilität (die die Entwicklung eines Gewitters auslöst) ist auch der Prozess, durch den sich eine Cumuluswolke bildet. Während die Sonne die Erdoberfläche erwärmt, erwärmen sich einige Gebiete schneller als andere. Diese wärmeren Luftblasen werden weniger dicht als die Umgebungsluft, wodurch sie aufsteigen, kondensieren und Wolken bilden. Innerhalb von Minuten nach der Bildung verdampfen diese Wolken jedoch in der oberen Atmosphäre in die trockenere Luft. Wenn dies über einen ausreichend langen Zeitraum geschieht, wird diese Luft schließlich feucht und von diesem Zeitpunkt an geht weiter Wolkenwachstum, anstatt es zu ersticken.

Dieses vertikale Wolkenwachstum wird als Aufwindist das, was das Cumulus-Entwicklungsstadium auszeichnet. Es funktioniert zu bauen der Sturm. (Wenn Sie jemals eine Cumuluswolke genau beobachtet haben, können Sie dies tatsächlich beobachten. (Die Wolke steigt immer höher in den Himmel auf.)

Während des Cumulusstadiums kann aus einer normalen Cumuluswolke ein Cumulonimbus mit einer Höhe von fast 6 km wachsen. In dieser Höhe passiert die Wolke das Gefrierniveau von 0 ° C (32 ° F) und es beginnt sich Niederschlag zu bilden. Da sich Niederschlag in der Wolke ansammelt, wird er zu stark, als dass Aufwinde ihn unterstützen könnten. Es fällt in die Wolke und verursacht Luftwiderstand. Dies erzeugt wiederum einen Bereich nach unten gerichteter Luft, der als a bezeichnet wird Abwind.

Jeder, der ein Gewitter erlebt hat, kennt sein ausgereiftes Stadium - die Zeit, in der böige Winde und starke Niederschläge an der Oberfläche zu spüren sind. Was jedoch ungewohnt sein mag, ist die Tatsache, dass der Abwind eines Sturms die zugrunde liegende Ursache für diese beiden klassischen Gewitterwetterbedingungen ist.

Denken Sie daran, dass Niederschläge, die sich in einer Cumulonimbus-Wolke ansammeln, letztendlich einen Abwind erzeugen. Nun, wenn sich der Abwind nach unten bewegt und die Basis der Wolke verlässt, wird der Niederschlag freigesetzt. Ein Ansturm regengekühlter trockener Luft begleitet ihn. Wenn diese Luft die Erdoberfläche erreicht, breitet sie sich vor der Gewitterwolke aus - ein Ereignis, das als Böenfront. Die Böenfront ist der Grund, warum zu Beginn eines Regengusses häufig kühle, luftige Bedingungen zu spüren sind.

Mit dem Aufwind des Sturms, der neben seinem Abwind auftritt, wird der Sturmwolke vergrößert sich weiter. Manchmal reicht die instabile Region bis zum Boden des Stratosphäre. Wenn die Aufwinde auf diese Höhe ansteigen, beginnen sie sich seitwärts auszubreiten. Diese Aktion erzeugt die charakteristische Ambossoberseite. (Da sich der Amboss sehr hoch in der Atmosphäre befindet, besteht er aus Zirrus / Eiskristallen.)

Währenddessen wird kühlere, trockenere (und daher schwerere) Luft von außerhalb der Wolke einfach durch ihr Wachstum in die Wolkenumgebung eingeführt.

Mit der Zeit, wenn die kühlere Luft außerhalb der Wolkenumgebung zunehmend in die wachsende Sturmwolke eindringt, überholt der Abwind des Sturms schließlich seinen Aufwind. Ohne die Zufuhr von warmer, feuchter Luft zur Aufrechterhaltung der Struktur beginnt der Sturm zu schwächen. Die Wolke verliert allmählich ihre hellen, scharfen Umrisse und wirkt stattdessen zerlumpter und verschmierter - ein Zeichen dafür, dass sie altert.

Der gesamte Lebenszyklus dauert ca. 30 Minuten. Je nach Gewittertyp kann ein Sturm nur einmal (einzelne Zelle) oder mehrmals (mehrere Zellen) durchlaufen. (Die Böenfront löst häufig das Wachstum neuer Gewitter aus, indem sie als Auftriebsquelle für benachbarte feuchte, instabile Luft dient.)