Hopp til innhald

Ekstratropisk syklon

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Ein fiktiv synoptisk analyse av ein ekstratropisk syklon som treffer Storbritannia. Dei blå pilene mellom isobarane indikerer retninga på vinden, medan «L» symbolet viser senteret på lågtrykket.

Ein ekstratropisk syklon eller ekstratropisk lågtrykk er lågtrykksområde som i lag med høgtrykk driv mykje av vêret ved dei midlare breiddegradene på jorda. Dette er eit lågtrykk på synoptisk skala som skil seg frå lågtrykkssystem som oppstår i tropiske og polare strøk ved at dei er knytte opp til vêrfrontar og horisontale temperaturgradientar i område kjende som barokline soner.

«Ekstratropisk» betyr her at denne syklontypen oppstår utanfor tropane på midlare breidder. I visse tilfelle kan ekstratropiske lågtrykk bli danna ved at tropiske syklonar flyttar seg opp på midlare breidder og blir omdanna.

Sjølv om ekstratropiske syklonar nesten alltid blir klassifiserte som barokline, sidan dei blir danna langs temperaturgradientar, kan dei av og til bli barotrope seint i livssyklusen når temperaturfordelinga rundt syklonen meir eller mindre blir jamt fordelt med radiusen.[1]

Danning

[endre | endre wikiteksten]
Områda der ekstratropiske syklonar oftast oppstår
Syklonen Cristobal i Nord-Atlanteren etter å ha blitt omforma frå ein tropisk orkan til eit ekstratropisk lågtrykk.

Ekstratropiske syklonar oppstår kor som helst innanfor dei ekstratropiske områda på jorda (vanlegvis mellom 30° og 60° nord eller sør for ekvator) ved enten syklogenese eller ekstratropisk omforming. Eit studie av ekstratropiske syklonar på sørlege halvkule har vist at det oppstår i snitt 37 ekstratropiske lågtrykk kvart år mellom 30° og 70°.

Syklogenese

[endre | endre wikiteksten]

Utdjupande artikkel for dette emnet er Syklogenese.

Sidan ekstratropiske syklonar blir danna langs temperaturgradientar med signifikant vertikalt vindskjer, blir dei klassifiserte som barokline syklonar. I utgangspunktet oppstår syklogenese eller danning av lågtrykk langs frontsoner nær gunstige område av jetstraumen. På grunn av divergens vil luft strøyme ut frå toppen av luftsøyla. Dette fører så til konvergens i dei låge nivåa av vindfeltet og auka oppoverretta luftstraum. Auka oppoverretta luftstraum fører til lågare trykk ved overflata. Når syklonen blir forsterka flyttar kaldfronten seg mot ekvator med varmfronten føre seg. Den kalde lufta som varmfronten pressar seg inn i er tyngre enn varmlufta og derfor vanskelegare å forflytte. Derfor flyttar varmfronten seg seinare enn kaldfronten som så vil ta igjen varmfronten. Den delen av varmfronten som kaldfronten har tatt igjen blir kalla ein okkludert front, og er kjenneteikna ved å ha varm luft i høgda. Til slutt vil syklonen bli barotropisk kald og svekkast.

Lufttrykket i desse lågtrykka kan raskt falle ned til under 980 hPa viss forholda ligg til rette for det (som i område med naturlege temperaturgradientar som Golfstraumen). Jo sterkare divergensen i dei øvre nivåa av syklonen er, jo kraftigare kan syklonen bli. Ekstratropiske syklonar med orkan styrke oppstår oftast i Nord-Atlanteren eller det nordlege Stillehavet i desember og januar.[2] I januar 1989 blei det like aust for Canada danna eit ekstratropisk lågtrykk med trykk heilt ned i 928 hPa.[3]

Ekstratropisk omforming

[endre | endre wikiteksten]

Tropiske syklonar blir ofte omforma til ekstratropiske syklonar når dei flyttar seg frå tropane til midlare breidder der det er nok krefter i øvre nivå av vestavindsbeltet til at den ekstratropiske omforminga kan starte.[4] Under den ekstratropiske omforminga vil syklonen begynne å tilte mot kaldare luftmassar i høgda, og syklonen si hovudenergikjelde blir omforma frå å vere frigjort latent varme (frå torevêr nær senteret) til barokline prosessar. Lågtrykkssystemet mister etterkvart si varme kjerne og blir eit system med kald kjerne.[5][6] Under denne prosessen vil ein syklon knyte seg saman med frontar eller tråg i nærleiken. På grunn av dette vil ofte storleiken på lågtrykket auke, medan lågtrykkssenteret blir svekka. Senteret kan derimot forsterke seg igjen, avhengig av forholda i området rundt systemet.[4] Syklonen vil òg endre form, og bli mindre symmetrisk over tid.[6][7][5]

I sjeldne tilfelle kan ekstratropiske syklonar bli omforma til tropiske syklonar viss dei går inn over varmare vatn og atmosfæren har mindre vertikalt vindskjer.[8] Dette skjer som regel i september og oktober når skilnaden mellom temperaturen i høgda og havoverflatetemperaturen er størst.[9]

Struktur

[endre | endre wikiteksten]

Overflatetrykk/Vindfordeling

[endre | endre wikiteksten]
QuikSCAT-bilete av ein typisk ekstratropisk syklon over hav. Legg merke til at ein finn den kraftigaste vinden på utsida av okklusjonen.

Lågtrykkssenteret er definert som det området med lågast trykk. Nær lågtrykkssenteret må trykkgradientkrafta og corioliskrafta om lag vere i balanse. Visst ikkje ville syklonen ha kollapsa på grunn av trykkskilnadane mellom senteret og trykket på utsida av syklonen. Før lågtrykket oppstår er ikkje trykket i havnivå særleg lågt. Det midla trykket i havnivå på Jorda er 1013,2 hPa. Lågtrykk oppstår ofte på ein kaldfront, og vanlegvis vil delen på framsida av lågtrykket utvikle seg til ein varmfront, og det oppstår ei bølgje på frontsystemet. Slike bølgjer på fronten er ofte det første teiknet på at eit lågtrykk er i ferd med å utviklast. Syklonen blir sakte sterkare (eller djupare om ein vil) visst kreftene i høgda er svake. I Nordishavet er gjennomsnittleg trykk i ein syklon 988 hPa om vinteren og 1000 hPa om sommaren.

Den kraftigaste vinden i ekstratropiske syklonar er vanlegvis på den kalde sida (polsida) av varmfrontar og okklusjonar, i tillegg til like bak kaldfrontar. Dette kjem av at desse områda ofte har den største trykkgradienten. Jo større trykkgradient, jo kraftigare vind.

Rotasjon

[endre | endre wikiteksten]

Lufta strøymer mot klokka rundt store syklonar på nordlege halvkule og med klokka på sørlege halvkule. Årsaka til dette kjem av corioliseffekten

Vertikal struktur

[endre | endre wikiteksten]

Syklonar på midlare breidder heller bakover i dei kalde luftmassane med høgda, og kan strekke seg 10 km oppover. Over jordoverflata er temperaturen i lågtrykksenteret kaldare enn i omgivnadane. Syklonar på midlare breidder blir òg kalla «lågtrykk med kald kjerne» på grunn av dette. Ekstratropiske syklonar blir kraftigare med høgda i motsetnad til tropiske syklonar.

Syklonutvikling

[endre | endre wikiteksten]
Ekstratropisk syklon med orkanstyrke i Nord-Atlanteren i januar 2016 med typisk «auge» forårsaka av varmseklusjon. Dette systemet gjekk seinare gjennom tropisk syklogenese og blei til orkanen Alex.

Det finst i dag to modellar (eller skildringar) av korleis syklonar utviklar seg — den norske modellen og Shapiro-Keyser-modellen.[10]

Den norske syklonmodellen

[endre | endre wikiteksten]

Av dei to teoriane om ekstratropiske syklonar er den norske syklonmodellen eldst. Den blei utvikla av Bergensskulen i meteorologi og Vilhelm Bjerknes i Bergen under første verdskrig. I denne teorien utviklar syklonar seg når dei flyttar seg opp og langs frontsoner. Etter kvart blir dei okkluderte og endar opp i ein del av atmosfæren som er barotropisk kald.[11] Teorien blei utvikla ved berre å sjå på observasjonar frå vêrstasjonar på bakken og på skytypar nær frontane. Denne teorien stemmer framleis til ein stor grad over kontinentale landmassar.

Shapiro-Keyser-modellen

[endre | endre wikiteksten]

Ein annan teori om ekstratropisk syklonar som utviklar seg over hav er Shapiro-Keyser modellen som blei utvikla i 1990.[12] Hovudskilnaden frå den norske syklonmodellen er oppdelinga av kaldfronten, og at den omhandlar varmokklusjonar og varmfrontar som om dei er like. Den lèt òg kaldfronten flytte seg gjennom varmsektoren rettvinkla på varmfronten. Modellen er basert på syklonar over hav og frontstrukturen deira som sett i overflateobservasjonar og på tidlegare prosjekt der ein har brukt fly til å avgjere den vertikale strukturen til frontar over Nordvest-Atlanteren.

Varmseklusjon

[endre | endre wikiteksten]

Ein «varmseklusjon» er den fullt utvikla fasen av livssyklusen til ekstratropiske syklonar. Observasjonar av intense syklonar over hav indikerte ein varm termalstruktur i låge nivå som var omringa (sekludert) av ein tilbakebøygd varmfront og eit band med auka vind på bakken. Den norske syklonmodellen observerte stort sett syklonar mot slutten av levetida deira og brukte uttrykket okklusjon for å identifisere oppløysingsfasen.

Varmseklusjonar kan ha eit skyfritt område (omtrent som auget i ein tropisk syklon), stort trykkfall, vind opp i orkan styrke og moderat til kraftig konveksjon. Dei mest intense varmseklusjonane kan ha trykk ned under 950 hPa med varme kjernar i lågare og midlare nivå. Ein varmseklusjon er eit resultat av ein baroklin livssyklus og kan oppstå på breiddegrader eit godt stykke unna tropane. I prosessen kjend som tropisk omforming vil ein ekstratropisk syklon med kald kjerne vanlegvis sakte omformast til ein tropisk syklon.

Sidan frigjeving av latent varme er viktig for utvikling og forsterking av dei fleste varmseklusjonar, oppstår dei som regel over havområde og kan treffe kyststrøk med vind opp i orkan styrke og svært store nedbørsmengder.[12][13] På den nordlege halvkula oppstår varmseklusjonar som regel i vintermånadane, medan dei på den sørlege halvkula kan oppstå når som helst på året.

I alle tropiske farvatn, bortsett frå det nordlege Indiahavet, kan ein ekstratropisk omforming av ein tropisk syklon føre til at lågtrykket utviklar seg til ein varmseklusjon og forsterkar seg. Eit døme er orkanen Maria i 2005 som utvikla seg til eit kraftig baroklint system og ein varmseklusjon då trykket var på det lågaste.[14]

Rørsle

[endre | endre wikiteksten]
Eit sonalt straumregime. Legg merke til den dominerande vestelege straumen i 500 hPa høgda.
Meridionalt straummønster frå 23. oktober 2003. Legg merke til det forsterka tråget og ryggen i 500 hPa høgda

Ekstratropiske syklonar blir generelt driven eller styrt av vestavindsbeltet som dominerer på midlare breidder på nordlege og sørlege halvkule. Denne generelle rørsleretninga til luftstraumen i atmosfæren blir kalla «sonal»,[15] og ein kallar straummønsteret i desse områda for eit «sonalt straumregime». I meteorologien tyder dette at straumen hovudsakleg går frå vest mot aust, men med små bølgjer i straummønsteret som innimellom kan få straumen til å gå nordover eller sørover (meridional straum). Merdionale straummønster oppstår i samband med kraftige tråg (lågtrykk på bakken) og ryggar (høgtrykk på bakken).

Endringar i rørsleretninga til syklonar skjer vanlegvis når dei vekselverkar med andre lågtrykkssystem, tråg, ryggar eller antisyklonar (høgtrykk). Eit kraftig og stasjonært høgtrykk kan effektivt blokkere banen til eit ekstratropisk lågtrykk. Slike blokkerande høgtrykk er ganske vanlege, og vil som regel føre til at enten lågtrykket blir svekka, høgtrykket blir svekka, at lågtrykket blir tvinga rundt høgtrykket, eller ein kombinasjon av alle tre. Det er òg vanleg at ekstratropiske syklonar blir forsterka når eit blokkerande høgtrykk eller ein rygg blir svekka. Når ein ekstratropisk syklon møter ein annan ekstratropisk syklon (eller andre typar syklonske virvlar i atmosfæren) kan dei bli eit dobbeltsystem der dei to lågtrykksentera roterer rundt kvarandre (kjend som Fujiwhara-effekten). Dette fører som regel til at dei to lågtrykkssystema smeltar saman til eit enkelt ekstratropisk lågtrykk, men av og til kan det føre til at det eine eller begge lågtrykka berre skiftar retning.[16] Resultat av kva som skjer når to syklonar møtest avheng av fleire faktorar som storleiken og styrken til lågtrykka i tillegg til avstanden mellom dei og forholda i atmosfæren rundt.

Konsekvensar

[endre | endre wikiteksten]

Generelt

[endre | endre wikiteksten]

Ekstratropisk syklonar kan føre med seg mildvêr med litt regn og vind på 3-7 m/s, eller dei kan vere kalde og farlege med kraftig regn og vind på over 32 m/s (av og til kalla stormsenter visst dei genererer vind av storm styrke). Regnbanda som er tilknytte varmfrontar er ofte svært utstrakte. Syklonar flyttar seg ofte i føreseielege banar, og seint på hausten, om vinteren og tidleg på våren er det ofte kaldt nok at dei kan bringe snø

Uvêr

[endre | endre wikiteksten]

Bygelinjer eller kraftig torevêr kan danne seg både føre og bak kaldfrontar visst det er mykje fukt i atmosfæren og kraftig divergens i høgda. Dette kan føre med seg kraftig hagl og vind.[17] When significant directional wind shear exists in the atmosphere ahead of a cold front in the presence of a strong upper-level jet stream, tornado formation is possible.[18] Viss ein har eit stort nok vindskjer i atmosfæren føre ein kaldfront i samband med ein kraftig jetstraum er det mogeleg å få danna tornadoar.

Omforma tropiske syklonar

[endre | endre wikiteksten]

Dei fleste tropiske syklonar som blir ekstratropiske mistar rakst styrken sin eller blir absorbert av andre vêrsystem, men kan framleis ha vind opp i orkan eller storm styrke. I tillegg kan dei ofte føre med seg svært mykje fukt. Eit godt døme på dette var då dei to tropiske syklonane «Maria» og «Nate» i september 2005 blei omforma til to ekstratropiske lågtrykk. Begge desse kom inn mot Vestlandet og førte til rekordstore nedbørmengder fleire stader. I Bergen førte regnvêret til ny nedbørrekord (157,5 mm).

Sjå òg

[endre | endre wikiteksten]

Kjelder

[endre | endre wikiteksten]
  1. ↑ Ryan N. Maue (7. desember 2004). «Chapter 3: Cyclone Paradigms and Extratropical Transition Conceptualizations». Arkivert frå originalen 10. mai 2008. Henta 15. juni 2008.
  2. ↑ Joseph M. Sienkiewicz; Joan M. Von Ahn; G. M. McFadden (18. juli 2005). «Hurricane Force Extratropical Cyclones» (PDF). American Meteorology Society. Henta 21. oktober 2006.
  3. ↑ «Great weather events — A record-breaking Atlantic weather system». U.K. Met Office. Arkivert frå originalen 7. juli 2008. Henta 26. mai 2009.
  4. 1 2 Robert E. Hart; Jenni L. Evans (Februar 2001). «A climatology of extratropical transition of tropical cyclones in the North Atlantic». Journal of Climate 14 (4): 546–564. Bibcode:2001JCli...14..546H. doi:10.1175/1520-0442(2001)014<0546:ACOTET>2.0.CO;2.
  5. 1 2 Robert E. Hart; Clark Evans; Jenni L. Evans (Februar 2006). «Synoptic composites of the extratropical transition lifecycle of North Atlantic tropical cyclones: Factors determining post-transition evolution». Monthly Weather Review 134 (2): 553–578. Bibcode:2006MWRv..134..553H. doi:10.1175/MWR3082.1.
  6. 1 2 Jenni L. Evans; Robert E. Hart (Mai 2003). «Objective indicators of the life cycle evolution of extratropical transition for Atlantic tropical cyclones». Monthly Weather Review 131 (5): 909–925. Bibcode:2003MWRv..131..909E. doi:10.1175/1520-0493(2003)131<0909:OIOTLC>2.0.CO;2.
  7. ↑ Robert E. Hart (April 2003). «A Cyclone Phase Space Derived from Thermal Wind and Thermal Asymmetry». Monthly Weather Review 131 (4): 585–616. Bibcode:2003MWRv..131..585H. doi:10.1175/1520-0493(2003)131<0585:ACPSDF>2.0.CO;2.
  8. ↑ Jenni L. Evans; Mark P. Guishard (Juli 2009). «Atlantic Subtropical Storms. Part I: Diagnostic Criteria and Composite Analysis». Monthly Weather Review 137 (7): 2065–2080. Bibcode:2009MWRv..137.2065E. doi:10.1175/2009MWR2468.1.
  9. ↑ Mark P. Guishard; Jenni L. Evans; Robert E. Hart (Juli 2009). «Atlantic Subtropical Storms. Part II: Climatology». Journal of Climate 22 (13): 3574–3594. Bibcode:2009JCli...22.3574G. doi:10.1175/2008JCLI2346.1.
  10. ↑ David M. Roth (15. desember 2005). «Unified Surface Analysis Manual» (PDF). Hydrometeorological Prediction Center (NOAA). Henta 11. oktober 2006.
  11. ↑ Shaye Johnson (25. september 2001). «The Norwegian Cyclone Model» (PDF). University of Oklahoma, School of Meteorology. Arkivert frå originalen (PDF) 1. september 2006. Henta 11. oktober 2006.
  12. 1 2 David M. Schultz; Heini Werli (5. januar 2001). «Determining Midlatitude Cyclone Structure and Evolution from the Upper-Level Flow». Cooperative Institute for Mesoscale Meteorological Studies. Henta 9. oktober 2006.
  13. ↑ Jeff Masters (14. februar 2006). «Blizzicanes». JeffMasters' Blog on Wunderground.Com. Henta 1. november 2006.
  14. ↑ Richard J. Pasch; Eric S. Blake (8 February 2006), Tropical Cyclone Report: Hurricane Maria (PDF), Miami Florida: National Hurricane Center, henta 21. juli 2021
  15. ↑ Glossary of Meteorology (Juni 2000). «Zonal Flow». American Meteorological Society. Arkivert frå originalen 13. mars 2007. Henta 3. oktober 2006.
  16. ↑ B. Ziv; P. Alpert (December 2003). «Rotation of mid-latitude binary cyclones: a potential vorticity approach». Theoretical and Applied Climatology 76 (3–4): 189–202. Bibcode:2003ThApC..76..189Z. ISSN 0177-798X. doi:10.1007/s00704-003-0011-x.
  17. ↑ «WW2010 - Squall Lines». University of Illinois. 2. september 1999. Henta 21. oktober 2006.
  18. ↑ «Tornadoes: Nature's Most Violent Storms». National Severe Storms Laboratory (NOAA). 13. mars 2002. Arkivert frå originalen 26. oktober 2006. Henta 21. oktober 2006.
Generelle kjelder
Henta frå «https://nn.wikipedia.org/w/index.php?title=Ekstratropisk_syklon&oldid=3655406»