Vaarallisen konvektion tuntomerkit

Esitys aiheesta: "Vaarallisen konvektion tuntomerkit"— Esityksen transkriptio:

1 Vaarallisen konvektion tuntomerkit
kuva: Tom Eklund

2 Sisältö Termodynamiikka Dynamiikka
kosteuden ja lämpötilan pystyjakauma lämmön advektiot Dynamiikka yläsolat, ylätroposfäärin suihkuvirtaukset alatroposfäärin suihkuvirtaukset ja tuulishear Vaarallinen konvektio luotauksissa, tutka- ja satelliittikuvissa Yhteenveto Tähän alapalkkiin kertyy yhteenveto sitä mukaa kun esitys etenee…

3 Termodynamiikka - kosteuden pystyjakauma -
Pinnan lähellä korkeat kastepisteet (>15C) ja runsaasti kosteutta maanpinnalta 3-5 kilometrin korkeuteen >> suuri CAPE hPa:n välillä oleva kuiva ilma lisää laskuvirtausten voimakkuutta haihtumisen kautta >> hyvin voimakas kylmän ilman patja >> syöksyvirtausriski Luotaukset ja satelliittien WV-kuvat Tähän alapalkkiin kertyy yhteenveto sitä mukaa kun esitys etenee…

4 Termodynamiikka - kosteuden pystyjakauma -
… voi Suomessa näyttää kovin vaatimattomalta Mikä Jenkeissä näyttää näin hurjalta … Kuivaa hPa ||

5 Termodynamiikka - lämpötila ja sen pystyprofiili-
Yleensä alatroposfäärin lämmin advektio tärkeämpi tekijä kuin kylmä advektio ylempänä >> w-yhtälön mukainen laajan skaalan nousuliike Alemman troposfäärin inversioista epävakauden patoutuminen (capping inversion) >> konvektion räjähdysmäinen käynnistyminen Yläinversion purkautuminen yleensä auringon säteilyn, alatroposfäärin kosteuden ja/tai lämmön advektion tai laajan skaalan nousuliikkeen avulla Kuivaa hPa ||

6 Termodynamiikka - alatroposfäärin lämmin advektio -
Tarkkaile erityisesti 850 hPa:n ThetaE/W-maksimin ja –selän-teen nokan liikettä klo 18z klo 12z Kuivaa hPa ||

7 Termodynamiikka - yläinversiot -
Etsi yläinversioita 700 hPa:n alapuo-lelta yö- ja aamu-luotauksista Purkautuminen äkillisesti yleensä auringon säteilyn vaikutuksesta Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W ||

8 Dynamiikka - yläsolat ja suihkuvirtaukset -
Synoptisen skaalan nousuliikepakote lähinnä positiivisen pyörreadvektion kautta Yläsolan etupuoli, ylätroposfäärin suihku-virtauksen vasen jarruuntumisalue (left exit) tai oikea kiihdytysalue (right entrance) Suihkuvirtaus vaikuttaa paksussa kerrok-sessa tuulen sheariin >> usein suurempi vaikutus konvektion vaarallisuuteen kuin PVA:lla Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot ||

9 Dynamiikka - alatroposfäärin suihkuvirtaus, LLJ -
Usein lämpimässä sektorissa lähellä Theta-e/w-maksimia >> voimistaa lämmön ja kosteuden advektiota Vaaraa aiheuttavan konvektion kannalta tärkein-tä tuulishear alimmassa 2-3 kilometrissä >> konvektion järjestäytyminen (MCS) ja mesomit-takaavan virtausrakenteiden kehittyminen Vain nauhaa vastaan kohtisuoralla shear-kompo-nentilla merkitystä ylläpidon kannalta Likimääräiset rajat 0-3 km shearille: alle 10 m/s heikko, m/s kohtalainen, yli 18 m/s voimakas Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä ||

10 Dynamiikka - alatroposfäärin suihkuvirtaus, LLJ -
tuulituhoja Virossa ja Uudellamaalla Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä ||

11 Dynamiikka - alatroposfäärin shear -
Konvektion elinikä, järjestäytyminen ja usein vaarallisuuskin osittain riippuvaisia horis. pyörteisyyden tasapainosta ympäristön ja kylmän ilman patjan välillä missä h = horis. pyört. ja B = noste kuvat: COMET Program Alkuvaihe: ympäristön pyörteisyys dominoi >> ”etunoja" Voimakkain vaihe: tasapainotila >> ”pystysuora” Loppuvaihe: kyl-män ilman patja do-minoi >>”takanoja” Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear ||

12 Dynamiikka - alatroposfäärin shear -
Kohtisuoran 0-3 km shear-komponentin vaikutus kuuropilvinauhan rakenteeseen Heikko tai kohtalainen shear: suorahko konvektiivinen nauha ja leveä tasaisen sateen alue, harvemmin vaaraa aiheuttava Kohtalainen tai voimakas shear: selvästi pullisteleva konv. nauha ja kapea tasaisen sateen alue, yleensä tuhoisa Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

13 Dynamiikka - lisää pyörteisyystasapainosta -
Kehityksen alkuvaihe Mitä voimakkaampi tuulishear, sitä kauemmin kestää nousuvirtauksen muuttuminen etukenosta takakenoon >> pitkään kestävä tasapainotila (pystysuora nousuvirtaus) >> konvektiivisten otusten pitkäikäisyys ja vaarallisuus Kehityksen loppuvaihe Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

14 Vaarallinen konvektio luotauksissa
Esimerkki: Jyväskylä z Stabiilisuus-indeksit (päivä-luotauksista paremmin) Ei juuri-kaan suunta-shearia >> syöksyvir-tausriski Lämmin ilmamassa LLJ ja voimakas tuulishear 0-3 km Yläin-versiot Korkea kastepiste Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

15 Vaarallinen konvektio luotauksissa
Esimerkki: Jokioinen z Stabiilisuus- indeksit: LI < -2, KI > 30, CAPE >1000 Kuivahkot kerrokset hPa LLJ ja voimakas tuulishear 0-3 km Lämmin ilmamassa Korkea kastepiste, runsaasti kosteutta alatroposf. Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

16 Vaarallinen konvektio tutkakuvissa
Esimerkki: z Suuri dBZ-gradientti etuosassa Konvektiivi-nen nauha, jossa pullis-tuma tai aaltomainen muoto (line echo wave pattern) Heikon kaiun ko-vertumat kohti etu-osaa Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

17 Vaarallinen konvektio tutkakuvissa
Esimerkki: z Nauhan etuosaan sulautuvat erilliset solut Kaareutuva konvektiivinen nauha, jossa pullistumia Heikon kaiun ko-vertumat kohti etu-osaa Päätypyörre >> voimistaa virtauksia etuosaa kohti Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

18 Vaarallinen konvektio tutkakuvissa
Esimerkki: z Nauhan etu-osaan sulautu-vat erilli-set solut Kaareutuva konvektiivi-nen nauha, suuri dBZ-gradientti etuosassa Tuho- alue? Heikon kaiun ko-vertumat kohti etuosaa Suuri liikenopeus (> 60 km/h) Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear

19 Vaarallinen konvektio tutkakuvissa
Esimerkki: z Lisäksi: konvergenssi pilven keski-vaiheilla >> puuskatuote poikkileikkauk-set: korkealla olevien voi-makkaiden ytimien ro-mahtaminen Ylätuul-ten suun-taan levi-ävä ”huntu” - joskus v-muotoi-nen Koukkumai-set kaiut ja suuret dBZ-gradientit Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear || Kaareutuva nauha Kaiun kovertumat || Päätypyörteet || Etuosaan sulautuvat solut ||

20 Vaarallinen konvektio satelliittikuvissa
Esimerkki: z Stratosfääriin tun-keutuvat pilvien huiput (over-shooting top) Etu-osaan osoitta-va ko-vertuma pilvessä Kuivaa hPa || Lämmin adv. + thetaE/W || Yläinversiot || PVA ylhäällä || LLJ + shear || Kaareutuva nauha Kaiun kovertumat || Päätypyörteet || Etuosaan sulautuvat solut || Koukkukaiut || Ytimien romahtaminen

21 Yhteenveto Theta-E/W-maksimit ja -selänteet (joissa erittäin epävakaa ilmamassa >> suuri CAPE) Low-level jet 0-3 km (nauhaa vastaan kohtisuora) tuulishear yli 15 m/s Lämpimän (ja kostean) ilman advektio alatroposfäärissä Yläsolan tai suihkuvirtauksen PVA keski/ylätroposfäärissä

22 Yhteenveto Kuivahkoa 400-700 hPa Yläinversiot Low-level jet Tuulishear
Stabiilisuusindeksit (LI < -3, CAPE > 1000) Kaareutuva tai aaltoileva nauha Kaiun kovertumat kohti etuosaa Päätypyörteet Etuosaan sulautuvat solut Koukkukaiut Ytimien romahtaminen

23 Onnistuneita ennusteita kesälle 2004!