Khí tượng học synốp (Phần nhiệt đới) - Trần Công Minh Phần 9

Lớp nghịch nhiệt phía trên mực 800mb đóng vai trò một lớp kìm giữ đối lưu, ngăn giữ lớp ẩm mực thấp không bị lan tỏa mất ẩm. Lớp không khí lạnh phía trên lớp nghịch nhiệt có gradien nhiệt độ thẳng đứng rất lớn, gần bằng gradien đoạn nhiệt khô (1oC/100m) do rất khô.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khí tượng học synốp (Phần nhiệt đới) - Trần Công Minh Phần 9 129tiềm năng đối lưu và lực nổi rất lớn. Lớp nghịch nhiệt phía trên mực 800mb đóng vai tròmột lớp kìm giữ đối lưu, ngăn giữ lớp ẩm mực thấp không bị lan tỏa mất ẩm. Lớp khôngkhí lạnh phía trên lớp nghịch nhiệt có gradien nhiệt độ thẳng đứng rất lớn, gần bằnggradien đoạn nhiệt khô (1oC/100m) do rất khô. Tại các lớp trên cao có bình lưu lạnh làmgiảm nhiệt độ của lớp này và tăng độ bất ổn định của khí quyển. Do tác động của front lạnhlớp ẩm Đáy tầng Hình 5.9. Profile nhiệt ẩm điển hình trước khi hình thành dông mạnh tạo vòi rồng (γd, γw- gradien đoạn nhiệt khô, gradien đoạn nhiệt ẩm) dầy dưới mực nghịch nhiệt có thể được nâng lên cao. Nếu buổi sáng chỉ có nhữngcụm mây tích nhỏ thì gần trưa do lớp không khí phía dưới được đốt nóng sẽ nâng lên,phá vỡ lớp nghịch nhiệt và bốc lên cao tạo thành các đám mây tích lớn. Tiếp đó các đámmây dông này phát triển thành các đám mây dông mạnh siêu ổ, phát triển theo chiều caotới tận đỉnh tầng đối lưu và dạng mây hình đe phía trên mây tích cũng hình thành. Điều kiện thứ hai để hình thành dông mạnh tạo vòi rồng là phải có độ đứt hướng gióvà tốc độ gió theo chiều cao tạo dòng khí xoáy mạnh và nâng lên cao ngược chiều kimđồng hồ, xung quanh khu vực xoáy thuận quy mô vừa với mặt cắt rộng từ 5-10km. Quantrắc bằng rađar Dopler cho thấy xoáy bắt đầu từ mực giữa cơn dông sau đó lan xuốngdưới. ống xoáy kéo dài tới mặt đất. Do bảo toàn mômen động lượng tốc độ xoáy sẽ tănglên. Khi ống xoáy kéo dài ra, không khí nóng ẩm xung quanh thổi vào khu vực áp thấpcủa vòi rồng sẽ thăng lên và dãn nở, trong không khí xẩy ra ngưng kết hơi nước tạo mâythành vòi rồng. Không khí phía dưới vòi rồng thổi vào vùng trung tâm, lạnh đi nhanhchóng và ngưng kết, mây vòi rồng lan tới mặt đất và toả rộng như mô tả trên hình 5.10. 130 Hình 5.10. Một số đặc điểm, cấu trúc liên quan với dông tạo vòi rồng Trong khi các dòng khí xung quanh vòi rồng thổi xoáy và bốc lên cao, cuốn theo cácmảnh vỡ mà nó tàn phá thì quan trắc rađa Dopler cho thấy bên trong lõi vòi rồng mạnh làchuyển động giáng xuống phía khí áp thấp mặt đất. Không khí giáng xuống nóng lên làmbốc hơi các hạt nước, làm tan mây ở khu vực này. Gần mặt đất nơi dòng khí giáng gặpcác dòng khí thổi vào vòi rồng tạo thành dòng xoáy tổng hợp bốc nhanh lên cao. Mộtđiều vẫn chưa rõ là tại sao phần lớn vòi rồng mạnh đều hình thành trong khu vực xoáythuận quy mô vừa nhưng không phải tất cả xoáy thuận quy mô vừa đều tạo nên vòi rồng.5.5.1 Các giai đoạn phát triển của vòi rồng Sơ đồ trên hình 5.11 mô tả các giai đoạn phát triển khác nhau của vòi rồng. Cuộnxoáy kéo dài từ chân mây vũ tích có thể tới đất hay không. Trước hết là giai đoạn sắp xếpđặc trưng bởi vòi rồng nhìn thấy được đã tới mặt đất mặc dầu là đường tàn phá của vòirồng vẫn tiếp tục. Trong giai đoạn thành thục vòi rồng có chiều rộng lớn nhất. Trong giai đoạn thu hẹpthì vòi rồng giảm chiều ngang thành một cột rất mạnh. Giai đoạn tan được đặc trưng bởisự rút lui và đứt đoạn của vòi rồng nhưng vẫn còn sức tàn phá lớn. Chuyển động củakhông khí trong và gần vòi rồng được mô tả trên hình 5.12 với các đường giới hạn khuvực tàn phá. Chuyển động của không khí phía trong và gần lốc được xác định bởi cácmảnh vỡ và các mô hình cảnh vật bị tàn phá ở mặt đất. Trong giai đoạn thành thục tốc độgió tiếp tuyến ở bán kính 200m và độ cao 60-120 m vượt quá 50-80 m/s. Vòi rồng đôikhi có thể có từ 1-6 vòi phụ có đường kính 0,5-50 m. Các xoáy hút này có thể dichuyển ổn định xung quanh tâm lốc. Đó là các dòng khí với tốc độ rất lớn và để lại cácvệt tàn phá trên đường của cơn lốc. 131 H Hình 5.11. Quỹ đạo của vòi rồng trong các giai đoạn phát triển ở thành phố Union Oklahoma, chữ A-H chỉ các khu vực tàn phá của vòi rồng (Golden và Purcell, 1978) Đối lưu sâu (đối lưu mạnh và phát triển trong một lớp dầy) đóng một vai trò rất quantrọng trong sự phát triển lốc và vòi rồng thông qua sự tương tác giữa đối lưu và dòng quimô lớn. Mưa trong dải mây của dông phần lớn có đặc tính đối lưu, tuy nhiên mưa cũngcó một phần là từ mây tằng với một lớp tan băng biểu hiện rõ trên màn hình rađa. Hình 5.12. Mô hình lốc với nhiều xoáy hướng xoáy hút (Fujita, 1981) Vòi rồng khi tới mặt đất có thể tạo nên những cơn lốc trong cùng một thời điểm. Giótrong các cơn lốc đều xoáy ngượ ...