Foehn - biologie

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Antibiotice din bacterii

Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute

Busolă moleculară pentru alinierea celulelor

Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna

Democrația bibilicilor vultur

Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise

| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor

Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Titlul acestui articol este ambiguu. Alte semnificații sunt enumerate la Föhn (dezambiguizare).

uscător de păr sau Foehn vânt este un vânt cald, uscat de toamnă, care apare adesea pe malul munților mai mari, care este îndepărtat de vânt. De obicei, apare pe o suprafață mare, deoarece condițiile meteorologice și poate sufla constant, dar poate fi și rafală.

Termenul este folosit în principal pentru vânturile din regiunea alpină, după care articolul Alpenföhn se apropie. Cu toate acestea, există numeroase nume diferite la nivel regional.
Foehn-ul adevărat trebuie să se distingă de curenții la înălțime similară cu „foehn-similar” și alți vânturi foehn-induse de gradienții de presiune în minime de furtună.

introducere

Foehnul apare dintr-un curent de vânt (sau un gradient de presiune orizontal) peste munți și este conectat la partea de vânt a muntelui cu ploaie înclinată, ceea ce duce la un aer de munte relativ cald. În plus față de acest uscător de păr cald, prin aerul umed adiabatic în creștere in fata Munții au alte cauze, totuși, deoarece vânturile mai puțin calde apar ca fenomen meteorologic fizic cel puțin în Alpii de Est, în funcție de stratificarea maselor de aer, chiar și fără ploaia care generează căldura suplimentară.

Caracteristic este încălzirea și uscarea semnificativă a aerului care curge în jos, ceea ce poate duce la probleme de sănătate, precum și vizibilitatea pronunțată datorită maselor de aer cu aerosoli reduse. Un alt punct care contribuie la vederea la distanță și, mai presus de toate, la o mai bună vedere a munților este că atmosfera acționează ca o lupă: Pe măsură ce densitatea aerului scade odată cu creșterea altitudinii, scade și indicele său de refracție. Acest lucru duce la o deviere a luminii, astfel încât obiectele să pară mai mari sau mai apropiate. Cu uscătorul de păr, acest efect este întărit de creșterea temperaturii, ceea ce duce la o scădere suplimentară a densității.

Tipic pentru Poziția Foehn este un zid izbitor de nori - Peretele Foehn - împotriva unui cer aproape albastru, Fereastra cu uscător de păr. Când apar viteze foarte mari ale vântului, Furtuna Foehn, Cu toate acestea, peretele foehn se poate prăbuși, de asemenea, pe partea sub port și poate duce la precipitații acolo.

Etimologie și denumiri regionale

Numele foehn a venit din latină favonius (un vânt ușor de vest), probabil prin romanșă (favuogn, dialect formă scurtă fuogn), în limba germană veche (fōnno) și a devenit termenul predominant în țările alpine din limba germană, care a devenit și termenul meteorologic general pentru aceste evenimente eoliene.

În plus, au fost create nume pentru locațiile regionale din foehn:

Cel mai cunoscut vânt foehn din Alpi este Südföhn, care apare la nord de creasta alpină principală.

În Carintia, partea sudică de peste Karawanken ca Jauk la care se face referire, derivat din ulcior (Slovenă: sud). Există, de asemenea, partea de sud a Alpilor Nordföhn. În Italia se folosește mai ales cuvântul străin german uscător de păr sau favonio utilizate, precum și în general vento di caduta („Vânt de toamnă”), în Slovenia baltă. [1]

Alte exemple sunt:

În sudul Chile, foehnul andin se numește Puelche, în Argentina se numește Zonda.
Bora din partea de sud-vest a Munților Dinaric
aspr în masivul central francez
nord-vestul Canterbury din Alpii din Noua Zeelandă
Chanduy din Ecuador
Chinook-ul de pe partea de est a Munților Stâncoși
wiatrul Halny din Polonia
Vânturile Santa Ana din sudul Californiei
„Norvegia Föhn” (fønvind) este un vânt de nord care plouă pe lanțul muntos norvegian și, în măsura în care se deplasează pe uscat (și nu peste Marea Baltică sau Marea Nordului), duce la vreme fără nori în Schleswig-Holstein și Hamburg. [2]

Alte denumiri locale includ: afgan, Oroshi, Kata kaze, Papagayos, Tehuantepecers, Norte sau Northers, Kachchab, Laoswind, Bohorok, Sarma și Kachchan.

Un vânt similar, dar katabatic, este acela Bora pe coasta adriatică croată și muntenegreană.

Definiții

Föhn și Bora sunt vânturile calde și reci care definesc tipul care pot fi observate în întreaga lume în acest mod sau într-un mod similar. Datorită efectelor bioclimatice divergente și a consecințelor opuse care modelează peisajul, separarea dintre tipurile de foehn și boragen este inevitabilă. Din punct de vedere fenomenologic, se pot distinge ușor:

" uscător de păr este un vânt cald de toamnă pe partea de răsărit a unui lanț muntos. Când suflă, temperatura crește pe versantul muntos sub vânt. În schimb, Bora există, de asemenea, un vânt de toamnă în vizuina munte, dar temperatura de pe panta de scurgere scade după ce se instalează. "(de la: Yoshino 1976)

În ceea ce privește Bora, Yoshino este înșelător. Vântul borei este rece, deoarece aerul de ieșire este aer polar rece, care, în ciuda încălzirii adiabatice uscate la suflare, se încălzește doar atât de puțin încât este încă perceput ca fiind rece.

Definiția Organizației Meteorologice Mondiale (OMM) este:

„Un foehn este de obicei un vânt pe partea de sub vânt a unui lanț muntos care se încălzește și se usucă la coborâre. Forța motrice este fie curenții sinoptici, fie un gradient de presiune peste munți, dar nu are efecte katabatice. "

Prin urmare, orice vânt care îndeplinește aceste circumstanțe este un vânt foehn, indiferent de numele local.

Istoria teoriei foehn

Explicația foehn, care este cea mai răspândită în manuale - chiar și astăzi - este asociată cu ilustrația lui Ficker & De Rodder din 1943, este populară termodinamic numit și atribuit în mod eronat lui Julius Hann. Conform înțelegerii de astăzi, această teorie are doar o semnificație istorică, deși explică corect fenomene importante. Caracteristicile sale sunt precipitațiile pe partea de vânt, care este singura explicație pentru temperaturile relativ ridicate pe partea de vânt comparativ cu partea de vânt, precum și o perturbare în urma profilului pantei de pe ambele părți. Cu toate acestea, în multe cazuri acest lucru nu este cazul.

Teoria termodinamică a lui Foehn

Conform teoriei termodinamice a foehn-ului, un foehn, la fel ca toate vânturile, este creat de efectul unei forțe gradiente de presiune cu presiune mai mică pe partea de răsărit a unui lanț muntos. Când aerul relativ umed se ridică pe partea de vânt a muntelui, acesta se răcește mai întâi uscat adiabatic la 1,0 ° C la 100 m creștere în altitudine până când umiditatea relativă este de 100%. Acest lucru se datorează faptului că capacitatea de vapori de apă a aerului scade odată cu scăderea temperaturii, așa că la atingerea punctului de rouă, acesta este saturat cu abur și formează picături de apă. Dacă aerul continuă să crească, se răcește doar umed adiabatic la aproximativ 0,6 ° C/100 m. Umiditatea relativă rămâne constantă la 100%: aerul nu-și mai poate reține vaporii de apă (invizibili), iar condensul continuu și formarea norilor apar. Acest lucru durează până când aerul a ajuns la creasta montană și duce aproape întotdeauna la așa-numita ploaie înclinată, care se poate transforma și în ninsoare la înălțimi mari.

De pe creastă, aerul de cealaltă parte a muntelui începe să se scufunde în josul pantei. Foehn este astfel - în ciuda unei stratificări atmosferice stabile - conform teoriei termodinamice foehn, un vânt katabatic. Motivul scufundării constă în teren și se intensifică atunci când vântul de pe partea de jos este „aspirat” de o zonă cu presiune scăzută. Aerul care se scufundă se încălzește din nou uscat adiabatic la 1 ° C/100 m pe tot parcursul - mult mai repede decât s-a răcit în timpul „ascensiunii” (în faza adiabatică umedă): îi lipsește cantitatea de apă care a plouat la ascensiune, care în același timp a degajat căldura sa de condens. Cantitatea de apă plouată în legătură cu încălzirea rapidă a aerului pe partea de sub vânt este cauza uscării relative și a temperaturii ridicate a vântului.

Probleme ale teoriei termodinamice a foehn-ului

Teoria termodinamică ca explicație a uscătorului de păr se bazează pe comportamentul diferit al temperaturii aerului în timpul mișcărilor verticale și este deosebit de răspândită în manuale datorită clarității didactice: În multe manuale, efectul de condensare a fost evidențiat ca „efectul termodinamic al uscătorului de păr”, ca și când nu ar exista alte motive A existat o creștere a temperaturii cu un uscător de păr. De mult timp acest efect a fost subliniat prea mult, probabil și din cauza avantajelor sale didactice. Două observații arată că nu este o parte esențială a uscătorului de păr: [3]

Există, de asemenea, un uscător de păr fără nori pe partea de vânt sau pe creasta alpină principală.
Aerul prins pe partea de vânt nu este întotdeauna implicat în revărsare; poate stagna sau chiar se poate deplasa în direcția opusă. Măsurătorile lui Lammert au oferit exemple în acest sens încă din 1920.

Faptul că un aer cald descendent este contrar principiului lui Arhimede este problematic, lipsesc criterii dinamice din această teorie și nici observațiile salt hidraulic nici valuri de munte sau rotoarele - despre care se va discuta în cele ce urmează - pot fi explicate cu teoria. [4]

Teoria dinamică a uscătorului de păr

Deși atmosfera este formată din gaze, în multe cazuri se comportă ca un lichid. Prin urmare, o mare parte din turbulențele atmosferice apar ca valuri. Perturbările undelor atmosferice rezultă din interacțiunea diferitelor forțe, inclusiv forța gradientului de presiune, forța Coriolis, gravitația și fricțiunea. Cele de mai sus au fost lungi presupunerea termodinamică definind teoria unui principiu foehn. Astăzi stand general legile dinamicii fluidelor în prim plan cu principiile formării vântului descendent val de munte-Concept de plumb.

Analogia hidro-hidraulică a fluxului foehn

Cel mai potrivit mod de a explica vânturile în jos într-un sistem tridimensional sunt modelele hidrologice, deoarece sunt potrivite și pentru modelele de mișcare pe un teren cu un relief puternic cu văi și treceri. Astăzi condițiile topografice sunt încă în limba engleză dinamica fluxului gap se iau în considerare ipotezele menționate. După aceea, îngustarea verticală (la trecere) și o contracție laterală (într-un decalaj) decalaj) fluxul de aer este indispensabil pentru vânturile descendente precum foehn și bora.

Termeni hidraulici precum apă curgătoare, aruncând apă, Cu viteza critică apa curentă și numărul Froude $ F $ (similar cu numărul Mach) sunt utilizate astăzi în teoria Föhnt. Analog cu divizarea dinamicii gazelor în fluxuri cu Sub- și Viteza supersonică Hidraulica fluxurilor cu o suprafață liberă este împărțită în fluxuri de apă subterane și cele cu viteză de undă deasupra solului. Apa care curge cu o viteză mai mică decât viteza de undă fundamentală se numește apă curgătoare în hidraulică, apa cu o viteză de curgere mai mare decât viteza de undă fundamentală se numește apă de tragere. Dacă apa curge exact la viteza de undă fundamentală, aceasta se numește „apa care curge la viteză critică”. Numărul Froud $ F $ exprimă în cele din urmă relația dintre energia cinetică (în funcție de viteza vântului) și energia potențială (stabilitate, înălțimea muntelui).

$ F = 1 $ corespunde apei care curge critic. Dacă numărul este egal sau puțin mai mare decât unul, atunci probabilitatea este valuri de munte mare.
$ F corespunde apei curgătoare. Dacă numărul este mai mic de unul, debitul este insuficient pentru a trece peste obstacol și circulația este blocată.
$ F> 1 $ corespunde apei de tragere. Dacă numărul este mult mai mare decât unul, aerul curge peste obstacol fără oscilații majore.

Problema cu explicația este de a aplica comportamentul diferit în testele model de curgere și de tragere a apei atunci când curge peste un obstacol la sol în același mod ca și cu foehn. Când apa curge peste un obstacol, există în esență două forțe care acționează: gravitația și inerția. Se poate distinge acum două regimuri:

În cazul fluxului supercritic, forța de inerție este dominantă. Energia cinetică este convertită în energie potențială la obstacol (adică apa curge mai încet, dar are energie potențială în partea de sus, ceea ce îi permite să cadă și să curgă mai repede, adică să aibă mai multă energie cinetică după obstacol).
În fluxul subcritic, gravitația domină. Apa curge mai repede peste obstacol, energia potențială este convertită în energie cinetică, grosimea stratului de apă devine mai mică. După obstacol, energia cinetică este convertită înapoi în energie potențială.

Unda permanentă

Tulburările mai mici ale undei atmosferice care sunt formate de obstacole orografice seamănă cu o undă gravitațională, așa cum o cunoaștem de pe coastele pământului. În timp ce un val oceanic se mișcă și apa este liniștită, este cu valuri de munte exact invers: în timp ce valul rămâne esențial staționar, aerul se mișcă prin el. Astfel de valuri sunt numite apoi valuri staționare. Valuri de munte poate apărea oriunde un curent puternic, într-o atmosferă stabilă, întâlnește o barieră topografică. Caracteristica acestor valuri staționare este formarea asociată a norilor altocumulus lenticularis, care dau o idee despre mișcarea valurilor aerului.

Valurile sunt folosite în practică în planor. În zona de curent ascendent, se pot atinge înălțimi mari fără puterea motorului.

Dinamic decalaj

Unul dintre elementele esențiale ale ipotezei Föhn este dinamica decalajului. Ideea de bază este că un flux ortogonal care curge împotriva unei bariere montane prezintă la început o problemă bidimensională, dar că, dacă se numește așa lacune (Vale, treceri) sunt prezente, dimensiunea problemei este modificată. Acest lucru este valabil mai ales atunci când numărul Froude al aerului este mai mic la o barieră montană și ia o cale prin canioane, văi și trece în locul unui pasaj peste obstacol. Faptul că mulți munți au anumite căi de vânt întărește această idee. Exemple sunt „Stampede Gap” din lanțul de cascadă din Washington (Furtună de cascadă), văile uscate din Himalaya, Wipptal am Brenner între Inn și Adige (Föhn), Pasul Vratnik peste Senj în Velebit (Bora) sau incizia Golful Kotor din Muntenegru ca coridor al Risaner Bora.

Diverse interpretări greșite ale creșterii temperaturii, în special ale foehnului sudic, necesită o analiză precisă. În principiu, încălzirea adiabatică a aerului depinde de atmosfera dintre stația de vale și creasta montană fiind stratificată stabil. Mai ales în zilele de vară cu un strat limită adânc și bine amestecat și cu gradienți superadiabatici în apropierea solului, foehn-ul este mai rece decât aerul pe care îl deplasează. Prin urmare, încălzirea și uscarea de bază a aerului foehn datorită coborârii pe partea de grămadă a unui lanț muntos este confundată cu faptul că aerul foehn este mai cald și mai uscat decât masa de aer pe care o schimbă. Acest lucru este dovedit de statistici care arată o tendință clar crescută a temperaturii maxime în lunile de vară la Südföhn din Innsbruck. Cu toate acestea, pentru partea de sud a Alpilor, efectul foehnului nordic este umbrit de advecția aerului rece. În contrast, curentul sudic în locațiile sudice ale foehnului pentru zona Alpilor de Est din zona Tirolului, cu efectul foehnului ca vânt sudic, este întotdeauna caracterizat de o creștere corespunzătoare a temperaturii maxime.

Îndepărtarea apei

Statisticile Fliri (1984) arată clar că acumularea implicită de precipitații nu este o necesitate pentru foehn. Cu foehnul sudic există doar aproximativ 70% probabilitate de precipitații pe marginea estică sudică a Alpilor, 80% în partea de vest cu maxim 90% în Ticino, unde și intensitățile precipitațiilor sunt mai mari. Faptul că cazul nu este atât de simplu și că un efect termodinamic cu ridicarea aerului din sol din bazinul Po poate juca un rol, deși limitat la nivel local, ar putea fi arătat într-o contradicție parțială cu rezultatele anterioare. Prin urmare, pentru părți din Alpii de Vest, componenta adiabatică a umidității poate juca un rol. Existența unei piscine cu aer rece în partea de sud a Alpilor a fost confirmată în timpul programului ALPEX. Teoria nu complet nouă a lui Hann (1866) a prevalat asupra celei a lui Ficker și De Rudder (1943). Aici aerul straturilor inferioare este prins în piscină și nu trece peste creasta alpină principală. Prin urmare, acest aer este numit și aer mort [5].