Syklogenese

Syklogenese er utviklinga eller forsterkinga av syklonsk sirkulasjon i atmosfæren. Vanlegvis blir uttrykket brukt om ekstratropiske syklonar som blir driven av divergens i høgda i område med store temperaturskilnadar og stort vertikalt vindskjer. Syklogenese i samband med tropiske syklonar er fullstendig annleis prosessane som skapar ekstratropiske syklonar, sidan dei tropiske syklonane blir driven av kraftig konveksjon i ikkje-barokline soner. Tropiske syklonar oppstår i baroptrope omgivnadar utan vertikale vindskjer. Syklogenese på midlare breidder fører til syklonar med kald kjerne, medan syklonane som oppstår i tropane har varm kjerne.

Meteorologisk skala

Det finst fire hovudskalaer eller storleikar på system i meteorologien: Planetær skala, synoptisk skala, mesoskala og mikroskala. Den planetære skalaen omhandlar system som dekker heile kloden. Synoptisk skala tar for seg system som kan dekke delar av eit kontinentet, slik som ekstratropiske syklonar, med dimensjonar på 1000-2500 km i diameter. Mesoskala alfa er litt mindre og dekker område på 200-2000 km, medan mesoskala beta er enno mindre med 10-200 km. Mikroskala er den minste av dei meteorologiske skalaene.

Ekstratropiske syklonar

For meir om dette emnet, sjå Ekstratropisk syklon.

Den norske syklonmodellen

Ein stasjonær front mellom varme og kalde luftmassar der ein forstyrring har oppstått.

Ein idealisert modell av korleis syklonar med kald kjerne oppstår blei utvikla av den norske meteorologen Vilhelm Bjerknes og Bergensskulen under den første verdskrigen. Den modellen blir vanlegvis kalla den norske syklonmodellen. Hovudkonseptet til denne modellen er at syklonar blir utvikla på vêrfrontar (som polarfronten) med dei mest utvikla syklonane i den nordaustlege enden av fronten og dei nyaste syklonane i den sørvestlege delen.

Høve for utvikling

For å få utvikla ein syklon (lågtrykk) på midlare breidder, må det i utgangspunktet eksistere ein temperaturfront. Den syklonske utviklinga byrjar med at det oppstår ei forstyrring (eller bølgje) på fronten. Forstyrringa startar i høgda i gunstige område av jetstraumen.

Forskjellige utviklingar

Eit lågtrykk på bakken kan oppstå på fleire måtar. Topografi kan tvinge fram eit lågtrykk ved overflata når eit høgtrykkssystem stoppar opp aust for ei nord-sør orientert fjellrekkje. Mesoskala konvektive system kan danne lågtrykk ved overflata som i utgangspunktet har varm kjerne. Forstyrringa kan vekse til ei bølgje på ein front og rundt lågtrykket vil det per definisjon oppstå ein syklonsk luftstraum. Denne rotasjonen vil føre kald, polarluft mot ekvator vest for lågtrykket i samband med kaldfronten, og varmare luft mot polane aust for lågtrykket i samband med varmfronten. Vanlegvis vil kaldfronten flytte seg raskare enn varmfronten, fordi varmfronten har vanskelegare for å skubbe vekk kaldlufta som ligg føre. Den delen av varmfronten som kaldfronten har tatt igjen blir kalla ein okkludert front eller okklusjon.

Oppløysing

Det er når okklusjonen oppstår at lågtrykket er fullt utvikla og den syklonske straumen er på sitt sterkaste. Etter dette vil lågtrykket sakte svekkast, òg kalla syklolyse. Okklusjonen fører til at den varme luftmassen mellom varm- og kaldfronten blir løfta oppover i høgda, og atmosfæren sin stabilitet aukar samtidig som tyngdepuntket i systemet blir lågare. Når okklusjonen flyttar seg lenger og lenger ned varmfronten og vekk frå lågtrykkssenteret, blir meir og meir av den tilgjengelege potensielle energien til systemet brukt opp. Den kinetiske energien som oppstår av dette gjev lågtrykket ein siste energitilførsel. Når denne prosessen oppstår sluttar lågtrykket å utvikle seg vidare og blir gradvis løyst opp.

Tropiske syklonar

For meir om dette emnet, sjå Tropisk syklon.

Tropiske syklonar oppstår innanfor mesoskala alfa området. Sjølv om danninga av tropiske syklonar er noko ein framleis ikkje fullt ut forstår og enno forskar på er det seks forskjellige vilkår ein må ha i tropisk syklogenese. Havtemperaturen må vere høg nok, ustabil atmosfære, mykje fukt i låge nivå av troposfæren, nok corioliskraft til å utvikle eit lågtrykkssenter, lite vertikalt vindskjer og i tillegg må ein i utgangspunktet ha ei forstyrring i låge nivå. Dei tropiske syklonane brukar å oppstå over hav mellom 10 og 30 grader frå ekvator.

Mesosyklonar

For meir om dette emnet, sjå Mesosyklon.

Mesosyklonar kan variere i storleik frå mesoskala beta til mikroskala. Uttrykket mesoskala blir derimot vanlegvis berre brukt om rotasjonar i midlare høgder i kraftige toreskyer. Ein meiner at mesosyklonar oppstår når ein har kraftige vindskjer, der anten vindretning og/eller vindstyrken endrar seg med høgda, som får område av toreskya til å rotere i ei horisontal søyle. Den konvektive vertikale luftstraumen tar så å vippar denne horisontale roterande søyla opp vertikalt, slik at heile oppdrifta òg byrjar å rotere. Når oppdrifta roterer kan det dannast eit traktforma nedheng frå skybasen. Dette nedhenget er eit roterande lag i skya som søkk nedover frå mesosyklonen. Dette er det første stadiet i utviklinga av ein tornado. Ein meiner at mesosyklonar er ein av hovudfaktorane som må til for å få danna tornadoar.

Tornadoar

Hovudartikkel: Tornado

Tornadoar eksisterer på mikroskala eller den lågare enden av mesoskala beta. Syklusen byrjar med at eit kraftig torevêr utviklar ein roterande mesosyklon eit par kilometer oppe i atmosfæren og blir ei supercelle. Når regnet i toreskya aukar dreg den med seg luft ned mot bakken. Denne søkkande lufta akselererer når den nærmar seg bakken og dreg den roterande mesosyklonen med seg nedover. Når mesosyklonen nærmar seg bakken kan ein sjå ei synleg traktforma sky som søkk ned frå skybasen, og når denne har nådd ned til bakken har ein tornado oppstått.

Skypumper

Hovudartikkel: Skypumpe

Skypumper eksisterer på mikroskala. Nokre skypumper er kraftige (tornadiske) som tornadoar på land, men er i dei fleste tilfelle svakare og oppstår ved andre dynamiske høve i atmosfæren. Dei oppstår som regel i fuktige omgivnadar med lite vertikalt vindskjer langs linjer med konvergens. Skyene dei oppstår frå kan både vere så pass små som moderate cumulusskyer til kraftige toreskyer. Skypumper oppstår som regel når skyene er i utviklingsfasen, og det finst teoriar om at dei oppstår når konvektive skyer utviklar seg over eit horisontalt vindskjer nær bakken. Vindskjeret fører til ein rotasjon nær bakken som så blir drege opp i skya av den stigande luftrørsla. Ein har observert svake tornadoar, kjend som tromber, utvikle seg på liknande måte.

Referansar

• American Meteorological Society Glossary - Cyclogenesis. Allen Press Inc. (2000-06).
• Arktisk klimatologi og meteorologi. Synoptisk skala.
• University Corporation for Atmospheric Research. Definisjon av mesoskala
• Jetstream classroom Den norske syklonmodellen Arkivert 2016-01-04 ved Wayback Machine.
• COMET Program Flow Interaction With Topography
• Raymond D. Menard1, and J.M. Fritsch Mesoscale Convective Complex-Generated Inertially Stable Warm Core Vortex
• The Physics Factbook Lufttettleik
• Pierce College Om atmosfærisk stabilitet Arkivert 2008-06-12 ved Wayback Machine.
• Chris Landsea. Subject: A15) How do tropical cyclones form?
• Thomas Jones. Mesocyclone Formation and Maintenance: A Review of Conceptual Models. Arkivert 2007-03-11 ved Wayback Machine.
• University Corporation for Atmospheric Research. Korleis tornadoar oppstår
• Storm Prediction Center. The Online Tornado FAQ. Arkivert 2006-09-29 ved Wayback Machine.