Foehn - биология

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

Антибиотици от бактерии

Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин

Молекулярен компас за подравняване на клетките

Какво кара листата да стареят през есента

Демокрацията на лешоядите токачки

Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи

| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство

Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

Заглавието на тази статия е двусмислено. Допълнителни значения са изброени под Föhn (многозначност).

The сешоар или Вятър Foehn е топъл, сух вятър, който често се появява от заветрената страна на по-големите планини, която е обърната от вятъра. Обикновено възниква на голяма площ като метеорологични условия и може да духа стабилно, но може да бъде и с пориви.

Терминът се използва главно за ветрове в алпийския регион, след което статията Алпенфьон се приближава. Въпреки това има много различни регионални имена.
Истинският фьон трябва да се разграничава от подобно топло-сухите "феноподобни" течения с висока надморска височина и други, подобни на фьоун вятър, предизвикани от градиенти на налягането в дъновите нива.

Въведение

Фоенът възниква от вятърно течение (или хоризонтален градиент на налягането) над планините и е свързан с наветрената страна на планината с наклонен дъжд, което води до относително топъл планински въздух. В допълнение към този топъл сешоар чрез влажен адиабатичен издигащ се въздух пред Планините обаче имат и други причини, тъй като по-малко топлите ветрове се появяват като физическо метеорологично явление, поне в Източните Алпи, в зависимост от разслояването на въздушните маси, дори без дъжд, който генерира допълнителна топлина.

Характерно е значителното затопляне и изсушаване на въздуха, който тече надолу, което може да доведе до здравословни проблеми, както и подчертаната видимост поради ниските аерозолни въздушни маси. Друг момент, който допринася за изгледа от разстояние и най-вече за по-добрия изглед към планините, е, че атмосферата действа като лупа: Тъй като плътността на въздуха намалява с увеличаване на надморската височина, индексът му на пречупване също намалява. Това води до отклонение на светлината, така че обектите да изглеждат по-големи или по-близки. Със сешоара този ефект се засилва от повишаването на температурата, което води до по-нататъшно намаляване на плътността.

Типично за Позиция на Фьон е поразителна стена от облаци - Стена на Фоен - срещу почти синьо небе, Прозорец за сешоар. Когато се появят много високи скорости на вятъра, Бурята на Фоен, Стената на фена обаче може да се срути и от подветрената страна и да доведе до валежи там.

Етимология и регионални имена

Името foehn идва от латински favonius (лек западен вятър), вероятно през ретороманския (favuogn, диалектна кратка форма fuogn), на старовисокогермански (phōnno) и се превърна в преобладаващия термин в алпийските страни от немски, който също се превърна в общ метеорологичен термин за тези вятърни събития.

Освен това са създадени имена за регионални местонахождения:

По-известният феен вятър в Алпите е Südföhn, което се среща северно от главното алпийско било.

В Каринтия южният феен над Караванките като Jauk посочени, получени от кана (Словенски: юг). Има и южната страна на Алпите Nordföhn. В Италия най-често се използва немската чужда дума сешоар или favonio използвани, както и като цяло vento di caduta ("Падащ вятър"), в Словения фен. [1]

Допълнителни примери са:

В южната част на Чили Андският фоен се нарича Puelche, в Аржентина - Zonda.
Бора от югозападната страна на Динарските планини
аспр във френския централен масив
Кентърбъри Северозапад в Новозеландските Алпи
Chanduy в Еквадор
Чинук от източната страна на Скалистите планини
Wien Halny в Полша
ветровете Санта Ана в Южна Калифорния
"Норвегия Фьон" (fønvind) е северен вятър, който вали по норвежката планинска верига и доколкото се движи по сушата (а не през Балтийско море или Северно море), води до безоблачно време в Шлезвиг-Холщайн и Хамбург. [2]

Други местни имена включват: Афганистан, Oroshi, Kata kaze, Papagayos, Tehuantepecers, Norte или Northers, Kachchab, Laoswind, Bohorok, Sarma и Kachchan.

Подобен, но катабатичен вятър е този Бора на хърватското и черногорското Адриатическо крайбрежие.

Дефиниции

Foehn и Bora са определящите типа топли и студени ветрове, които могат да се наблюдават по целия свят по този или подобен начин. Поради различните биоклиматични ефекти и противоположните последици, определящи ландшафта, неминуемо е обособено разделяне на типовете фоен и бораген. Феноменологично те могат лесно да бъдат разграничени:

„The сешоар е топъл есенен вятър от заветрената страна на планинска верига. Когато духа, температурата се повишава на склона на подветрената планина. За разлика от тях Бора в планинското леговище има и вятър, но температурата на склона на приветрената настилка спада, след като настъпи. "(от: Йошино 1976)

По отношение на Бора Йошино подвежда. Вятърът на бурата е студен, защото изходният въздух е студен полярен въздух, който въпреки сухото адиабатично затопляне при издухване се затопля толкова малко, че все още се възприема като студен.

Определението на Световната метеорологична организация (WMO) е:

„Фоен обикновено е вятър от подветрената страна на планинска верига, който се затопля и изсъхва при спускането. Движещата сила е или синоптични течения, или градиент на налягането над планините, но без катабатични ефекти. "

Следователно всеки вятър, който отговаря на тези обстоятелства, е феен вятър, независимо от местното име.

История на теорията на Фьон

Обяснението на foehn, което е най-широко разпространено в учебниците - дори и днес - е свързано с илюстрацията на Ficker & De Rodder от 1943 г., е популярно термодинамично наречен и погрешно приписан на Джулиус Хан. Според днешното разбиране тази теория има само историческо значение, въпреки че правилно обяснява важни явления. Характеристиките му са валежите от наветрената страна, което е единственото обяснение за относително високите температури от страната на наветряната страна в сравнение с наветрената страна, както и смущения, следващи профила на наклона от двете страни. В много случаи обаче това не е така.

Термодинамична теория на Фьон

Според термодинамичната теория на Фьон, фьон се създава като всички ветрове чрез ефекта на градиентна сила на налягането с по-ниско налягане върху подветрената страна на планинската верига. Когато относително влажният въздух се издига от наветрената страна на планината, той първо се охлажда сух адиабатно при 1.0 ° C на 100 m височина, докато относителната влажност е 100%. Това е така, защото капацитетът на водните пари на въздуха намалява с понижаване на температурата, така че когато се достигне точката на оросяване, той се насища с пара и образува водни капчици. Ако въздухът продължава да се издига, той се охлажда влажен адиабатно само на около 0,6 ° C/100 m. Относителната влажност остава постоянна при 100%: Въздухът вече не може да задържа своите (невидими) водни пари и се получава непрекъсната кондензация и образуване на облаци. Това продължава, докато въздухът достигне билото и почти винаги води до т. Нар. Наклонен дъжд, който също може да се превърне в снеговалеж на големи височини.

От билото въздухът от другата страна на планината започва да потъва надолу по склона. Следователно фойнът е - въпреки стабилната атмосферна стратификация - според термодинамичната теория на Феен катабатен вятър. Причината за потъването се крие в терена и се засилва, когато вятърът от страната на фена е "засмукан" от зона с ниско налягане. Потъващият въздух се затопля отново сух адиабатно при непрекъснати 1 ° C/100 m - много по-бързо, отколкото се охлажда по време на „изкачването“ (във влажната адиабатна фаза): липсва му количеството вода, валяло по време на изкачването, което в същото време отделя топлината на конденз. Количеството вода, което е валяло във връзка с бързото затопляне на въздуха от подветрената страна, е причината за относителната сухота и високата температура на феенския вятър.

Проблеми на термодинамичната теория на фена

Термодинамичната теория като обяснение на сешоара се основава на различното температурно поведение на въздуха по време на вертикални движения и е особено разпространена в учебниците поради дидактическата яснота: В много учебници кондензационният ефект беше подчертан като „ефектът на термодинамичния сешоар“, сякаш няма други причини за Имаше повишаване на температурата със сешоар. От дълго време този ефект се подчертава твърде много, вероятно и поради дидактическите му предимства. Две наблюдения показват, че той не е съществена част от сешоара: [3]

Има и сешоар без облаци от наветрената страна или по главния алпийски хребет.
Въздухът, задържан от наветрената страна, не винаги участва в преливането, той може да застоява или дори да се движи в обратна посока. Измерванията на Ламерт дават примери за това още през 1920 година.

Фактът, че низходящият топъл въздух противоречи на принципа на Архимед е проблематичен, в тази теория липсват динамични критерии и нито наблюденията на хидравличен скок нито на планински вълни или роторите - което ще бъде обсъдено по-долу - могат да бъдат обяснени с теорията. [4]

Теория за динамична сешоар

Въпреки че атмосферата се състои от газове, в много случаи тя се държи като течност. Следователно много атмосферни турбуленции се появяват като вълни. Нарушенията на атмосферната вълна са резултат от взаимодействието на различни сили, включително сила на градиента на налягането, сила на Кориолис, гравитация и триене. Горното беше дълго термодинамично предположение дефиниране на теория на принципа на Фьон. Днес стой общо закони за динамиката на течностите на преден план върху принципите на формирането на вятъра, които водят до планинска вълна-Оловна концепция.

Хидрологично-хидравлична аналогия на потока на Фьон

Най-подходящият начин за обяснение на низходящите ветрове в триизмерна система са хидрологичните модели, тъй като те са подходящи и за модели на движение в терен със силен релеф с долини и проходи. Днес топографските условия все още са в английски динамика на дебита в процепа споменатата хипотеза са взети под внимание. След това вертикалното стесняване (на прохода) и странично свиване (в процеп - празнина) въздушният поток е необходим за ниски ветрове като foehn и бора.

Хидравлични термини като течаща вода, стрелба вода, С критична скорост течаща вода и числото на Фруде $ F $ (подобно на числото на Мах) се използват днес в теорията на Фьонт. Аналогично на разделението на динамиката на газа на потоци с Под- и Свръхзвукова скорост Хидравликата на потоците със свободна повърхност се дели на водни потоци с подземни и такива с надземна скорост на вълната. Вода, която тече със скорост, по-ниска от основната скорост на вълната, се нарича течаща вода в хидравликата, вода със скорост на потока, по-голяма от основната скорост на вълната, се нарича вода за стрелба. Ако водата тече точно с основната скорост на вълната, тя се нарича "вода, течаща с критична скорост". Числото на Froud $ F $ в крайна сметка изразява връзката между кинетичната енергия (в зависимост от скоростта на вятъра) и потенциалната енергия (стабилност, височина на планината).

$ F = 1 $ съответства на критично течаща вода. Ако числото е равно или малко по-голямо от единица, тогава вероятността е планински вълни голям.
$ F съответства на течаща вода. Ако броят е по-малък от един, потокът е недостатъчен, за да преодолее препятствието и циркулацията е блокирана.
$ F> 1 $ съответства на вода за стрелба. Ако числото е много по-голямо от единица, тогава въздухът преминава над препятствието без големи трептения.

Проблемът с обяснението е да се приложи различното поведение при моделни тестове на течаща и стреляща вода при преливане над земно препятствие по същия начин, както при фоена. Когато водата преминава през препятствие, действат две основни сили: гравитация и инерция. Вече може да се прави разлика между два режима:

В случай на свръхкритичен поток силата на инерция е доминираща. Кинетичната енергия се преобразува в потенциална енергия при препятствието (т.е. водата тече по-бавно, но има потенциална енергия на върха, което й позволява да пада и да тече по-бързо, т.е. да има повече кинетична енергия след препятствието).
В подкритичния поток гравитацията доминира. Водата преминава по-бързо през препятствието, потенциалната енергия се превръща в кинетична енергия, дебелината на водния слой става по-малка. След препятствието кинетичната енергия се преобразува обратно в потенциална енергия.

Постоянна вълна

По-малките смущения на атмосферните вълни, които се образуват от орографски препятствия, приличат на гравитационна вълна, както я познаваме от крайбрежията на земята. Докато океанска вълна се движи и водата е неподвижна, тя е с планински вълни точно обратното: докато вълната остава по същество неподвижна, въздухът се движи през нея. Тогава такива вълни се наричат стоящи вълни. Планински вълни може да възникне навсякъде, където силно течение, в стабилна атмосфера, отговаря на топографска бариера. Характерно за тези стоящи вълни е свързаното с тях образуване на облаци altocumulus lenticularis, които дават представа за вълновото движение на въздуха.

Вълните се използват на практика при плъзгане. В областта на възходящото течение могат да се достигнат големи височини без мощност на двигателя.

Динамична разлика

Един от съществените елементи на хипотезата на Фьон е динамична разлика. Основната идея е, че ортогоналният поток, протичащ срещу планинска преграда, първоначално представлява двуизмерен проблем, но ако това се нарича пропуски (Долини, проходи) са налице, размерът на проблема е променен. Това е особено вярно, когато броят на въздуха на Фруде е по-нисък при планинска преграда и той преминава през каньони, долини и проходи вместо преминаване през препятствието. Фактът, че много планини имат определени вятърни пътеки, засилва тази идея. Примери за това са "пропастта на щампата" във веригата на каскадите във Вашингтон (Каскадна вятърна буря), сухите долини на Хималаите, Wipptal am Brenner между Inn и Adige (Föhn), прохода Vratnik над Senj във Велебит (Bora) или разреза на Которския залив в Черна гора като коридор на Risaner Bora.

Различни погрешни интерпретации на повишаването на температурата, особено на южната зона, изискват прецизен анализ. По принцип адиабатното нагряване на въздуха зависи от атмосферата между долинната станция и планинския хребет, който е стабилно стратифициран. Особено през летните дни с дълбок и добре смесен граничен слой и суперрадиабатни градиенти в близост до земята, фехът е по-хладен от въздуха, който измества. Следователно основното нагряване и изсушаване на въздуха във въздуха поради спускането откъм подветрената страна на планинска верига се бърка с факта, че въздухът на фена е по-топъл и сух от въздушната маса, която обменя. Това се потвърждава от статистиката, която показва ясно повишена тенденция в температурните максимуми през летните месеци в Südföhn в Инсбрук. За южната страна на Алпите обаче ефектът от северния фоен е засенчен от адвекцията на студения въздух. За разлика от тях, южното течение в южните фенови места за района на Източните Алпи в района на Тирол с ефекта на фена като южен вятър винаги се характеризира със съответно повишаване на максималната температура.

Преовлажняване

Статистиката на Fliri (1984) ясно показва, че предполагаемото натрупване на валежи не е задължително за фена. При южния фьон има само около 70% вероятност за валежи в източния южен край на Алпите, 80% в западната част с максимуми от 90% в Тичино, където интензивността на валежите също е по-голяма. Фактът, че случаят не е толкова прост и че термодинамичният ефект с издигането на почвения въздух от басейна на По може да играе роля, макар и локално ограничена, може да бъде показан в частично противоречие с предишните резултати. Следователно за части от западните Алпи адиабатният компонент на влагата може да играе роля. Съществуването на басейн със студен въздух в южната част на Алпите беше потвърдено по време на програмата ALPEX. Не съвсем новата теория на Hann (1866) надделя над тази на Ficker and De Rudder (1943). Тук въздухът от долните слоеве е заклещен в басейна и не преминава през главния алпийски хребет. Следователно този въздух се нарича още мъртъв въздух [5].