Furtună

Ce se întâmplă în timpul unei furtuni

O furtună se desfășoară într-o serie de etape, determinată de mișcarea verticală intensă a aerului. Aceasta începe cu stadiul de cumulus, în care aerul cald și umed se ridică rapid, creând un curent ascendent. Pe măsură ce aerul urcă, se răcește, iar umiditatea se condensează, formând un nor cumulonimbus înalt. În interiorul acestui nor în creștere, picăturile de apă și cristalele de gheață se ciocnesc, acumulând sarcini electrice.

Urmează etapa de maturitate, cea mai intensă perioadă a furtunii. Curenții ascendenți continuă, dar se dezvoltă și curenți descendenți puternici, în timp ce încep să cadă ploi abundente și grindină. Această etapă este marcată de fulgere și tunete frecvente, vânturi intense și precipitații abundente. Separarea sarcinilor electrice în interiorul norului culminează cu fulgerul - o descărcare electrică masivă. Încălzirea și expansiunea rapidă a aerului cauzate de fulger produc sunetul familiar al tunetului.

În cele din urmă, începe etapa de disipare, când curenții descendenți depășesc curenții ascendenți. Alimentarea cu aer cald și umed este întreruptă, slăbind furtuna. Precipitațiile scad, activitatea fulgerelor scade, iar furtuna se disipează în cele din urmă.

Care sunt semnele că se apropie o furtună

Recunoașterea semnelor apropierii unei furtuni este esențială pentru siguranță. Unul dintre cei mai clari indicatori este dezvoltarea norilor cumulonimbus, care apar adesea întunecați și au vârful în formă de nicovală. Acești nori pot crește rapid și se pot întuneca pe măsură ce se maturizează.

Alte semne includ o scădere bruscă a temperaturii pe măsură ce curenții descendenți reci se răspândesc spre exterior, o schimbare a direcției vântului sau o creștere vizibilă a vitezei vântului. Creșterea umidității poate semnala, de asemenea, că condițiile devin favorabile pentru o furtună. Zgomotele îndepărtate de tunet sau fulgerele sunt semne clare că o furtună este în apropiere sau se apropie. Ocazional, pe cer poate apărea o nuanță cețoasă sau gălbuie din cauza umidității și a prafului în suspensie.

Ce poate declanșa o furtună

Trei ingrediente cheie sunt necesare pentru declanșarea unei furtuni: umiditate, aer instabil și un mecanism de ridicare.

• Umiditatea furnizează vaporii de apă necesari pentru formarea norilor și a precipitațiilor.
• Aerul instabil înseamnă că aerul cald va continua să se ridice atunci când este ridicat, în loc să se scufunde înapoi.
• Mecanisme de ridicare sunt necesare pentru a iniția mișcarea ascendentă. Acestea pot include:
  
  • Încălzirea solară: Soarele încălzește suprafața Pământului, făcând ca aerul de deasupra să se ridice. Aceasta este cea mai frecventă cauză a furtunilor de după-amiază.
  • Limite frontale: Atunci când un front rece pătrunde într-o masă de aer cald și umed, aerul rece mai dens forțează aerul cald în sus.
  • Munții: Aerul este ridicat atunci când trece peste lanțuri muntoase (ridicare orografică).
  • Convergență: Când masele de aer din direcții diferite se întâlnesc, acestea sunt forțate să urce.

Unde au loc cele mai multe furtuni în lume

Furtunile sunt mai frecvente în regiunile tropicale și subtropicale, unde temperaturile calde și umiditatea ridicată oferă condiții ideale. Una dintre cele mai active zone este Zona de convergență intertropicală (ITCZ) - o bandă din apropierea ecuatorului unde se întâlnesc alizeele și unde aerul se ridică zilnic, ducând adesea la furtuni.

Regiunile cu cea mai mare frecvență a furtunilor includ:

• Africa Centrală - în special Republica Democrată Congo, care înregistrează anual cele mai multe zile cu furtuni.
• Asia de Sud-Est - inclusiv Indonezia, Malaezia și părți din India.
• Nordul Americii de Sud - în special bazinul Amazonului, Venezuela și Columbia.
• Sud-estul Statelor Unite - cunoscut pentru verile calde și umede și furtunile frecvente.

Chiar și în climatele temperate, furtunile pot apărea în mod regulat în timpul lunilor mai calde.

Care este diferența dintre tunet și fulger

Fulgerul și tunetul sunt două aspecte ale aceluiași fenomen. Fulgerul este o descărcare electrică puternică, iar tunetul este sunetul creat de acea descărcare.

Fulgerul apare atunci când separarea sarcinilor pozitive și negative într-un nor cumulonimbus - sau între nor și sol - devine atât de mare încât aerul nu le mai poate izola. Acest lucru duce la o eliberare bruscă de energie electrică, văzută ca un fulger luminos.

Canalul fulgerului încălzește aerul înconjurător la temperaturi care depășesc 30 000°C (54 000°F) într-o fracțiune de secundă. Această căldură extremă face ca aerul să se extindă exploziv, creând o undă de șoc pe care o auzim ca un tunet. Deoarece lumina călătorește mai repede decât sunetul, vedem fulgerul înainte de a auzi tunetul.

Ce fel de nori sunt tipici pentru furtuni

Furtunile sunt asociate exclusiv cu norii cumulonimbus - nori impunători, dezvoltați pe verticală, care se pot extinde până la 20 de kilometri (12 mile) în atmosferă, din apropierea solului până în troposfera superioară.

Principalele caracteristici ale norilor cumulonimbus includ:

• Întindere verticală mare: Adesea descrisă ca fiind "în formă de nicovală" la vârf, unde vânturile de mare altitudine împrăștie cristalele de gheață pe orizontală.
• Baze întunecate, amenințătoare: Semnalizarea volumelor mari de apă condensată.
• Aspect turbulent: Cu o structură aspră, de tip conopidă, datorată curenților ascendenți puternici.
• Precipitații și fulgere: Acești nori sunt singurii care produc fulgere, tunete și adesea grindină.

Ce determină severitatea și durata unei furtuni

Mai mulți factori atmosferici influențează cât de puternică și de lungă va fi o furtună:

• Instabilitatea atmosferică: Cu cât atmosfera este mai instabilă, cu atât sunt mai puternici curenții de aer ascendenți, care intensifică furtuna.
• Disponibilitatea umezelii: Umiditatea abundentă asigură combustibilul pentru formarea norilor și a precipitațiilor.
• Vertical forfecare a vântului: Modificările vitezei sau direcției vântului în funcție de înălțime ajută la organizarea furtunilor. O forfecare puternică poate susține supercelulele - furtuni puternice și de lungă durată.
• Forța mecanismului de ridicare: Un front rece puternic sau un alt factor declanșator poate produce curenți ascendenți mai puternici.
• Profile de temperatură și umiditate: Acestea determină cât de multă energie este disponibilă la diferite altitudini.
• Energie potențială disponibilă pentru convecție (CAPE): O măsură a potențialului atmosferei de a forma o convecție puternică. Valorile ridicate ale CAPE semnalează adesea un potențial de furtuni puternice.

În funcție de aceste condiții, furtunile pot dura mai puțin de o oră (furtuni cu o singură celulă) sau pot persista ore întregi (grupuri de celule multiple sau supercelule).

O forță dinamică și puternică

Furtunile sunt o manifestare vie a energiei atmosferice a Pământului. De la semnele timpurii subtile până la fulgerele spectaculoase și tunetele puternice, ele impun atenție și respect. Înțelegerea modului în care acestea se formează și evoluează nu este doar fascinantă din punct de vedere științific, ci și esențială pentru îmbunătățirea prognozelor și pentru a rămâne în siguranță în timpul vremii severe.