Foehn - biológia

Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?

Antibiotikumok baktériumoktól

Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója

Molekuláris iránytű a sejtek igazításához

Mi teszi a levelek öregedését ősszel

A keselyű gyöngytyúk demokráciája

Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek

| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés

A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre

Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?

A cikk címe kétértelmű. További jelentéseket a Föhn (pontosítás) részben sorolunk fel.

A hajszárító vagy Foehn szél meleg, száraz őszi szél, amely gyakran előfordul a nagyobb hegyek szélénél elfordított szélén. Időjárási körülmények között általában nagy területen merül fel, és folyamatosan fújhat, de viharos is lehet.

A kifejezést főként az alpesi régió szeleire használják, ezután a cikk Alpenföhn közelebb jön. Számos régiónként eltérő név létezik.
A valódi foehn-t meg kell különböztetni a hasonlóan meleg-száraz "foehn-szerű" nagy magasságú áramoktól és más, a foehn-szerű lefelé szelektől, amelyeket vihar mélypontján nyomásgradiensek váltanak ki.

bevezetés

A foehn a hegyek feletti széláramból (vagy vízszintes nyomásgradiensből) származik, és lejtős esővel kapcsolódik a hegy szél felőli oldalához, ami viszonylag meleg hegyi levegőhöz vezet. Ezen a meleg hajszárítón át nedves, adiabatikusan növekvő levegőn keresztül előtt A hegyeknek azonban más okai is vannak, mivel a kevésbé meleg fóni szelek fizikai időjárási jelenségként fordulnak elő, legalábbis a Keleti-Alpokban, a légtömegek rétegzettségétől függően, még a további hőt generáló eső nélkül is.

Jellemző a lefolyó levegő jelentős felmelegedése és kiszáradása, ami egészségügyi problémákhoz vezethet, valamint az alacsony aeroszolos légtömeg miatt a kifejezett láthatóság. Egy másik szempont, amely hozzájárul a távolságnézethez és mindenekelőtt a hegyek jobb megtekintéséhez, az, hogy a légkör nagyítószerűen működik: Ahogy a magasság növekedésével csökken a levegő sűrűsége, csökken a törésmutatója is. Ez a fény elhajlásához vezet, így az objektumok nagyobbak vagy közelebb jelennek meg. A hajszárítóval ezt a hatást tovább fokozza az emelkedő hőmérséklet, ami a sűrűség további csökkenéséhez vezet.

Jellemző a Foehn helyzet a felhők feltűnő fala - a Foehn fal - szinte kék ég ellen, a Hajszárító ablak. Nagyon nagy szélsebesség esetén a Foehn vihar, A foehn fal azonban a szél szélén is összeomolhat, és csapadékhoz vezethet ott.

Etimológia és területi nevek

A foehn név latinból származott favonius (enyhe nyugati szél), valószínűleg a románokon keresztül (favuogn, nyelvjárási rövid forma fuogn) ó-felnémet nyelvre (phōnno) és a német lett az uralkodó kifejezés az alpesi országokban, amely általában e szélesemények meteorológiai ernyőfogalmává is vált.

Ezenkívül létrehozták a regionális foehn helyek nevét:

Az Alpokban a legismertebb foehn szél a Südföhn, amely a fő alpesi gerinctől északra fordul elő.

Karintiában a déli faehn a Karawanken felett as Jauk hivatkozott, származik kancsó (Szlovénul: dél). Az Alpok déli oldalán is található Nordföhn. Olaszországban leginkább a német idegen szót használják hajszárító vagy favonio használt, valamint általában vento di caduta ("Őszi szél"), Szlovéniában mocsár. [1]

További példák:

Chile déli részén az andoki foehn-t Puelche-nek, Argentínában Zondának hívják.
a Bora a Dinár-hegység délnyugati oldalán
az aspr a francia középhegységben
a Canterbury Northwester az Új-Zélandi Alpokban
az ecuadori Chanduy
a Chinook a Sziklás-hegység keleti oldalán
a lengyelországi Halny wiatr
a Santa Ana Winds Dél-Kaliforniában
a "Norvégia Föhn" (fønvind) egy északi szél, amely a norvég hegyvonulaton esik le, és amennyire a szárazföldön mozog (és nem a Balti-tenger vagy az Északi-tenger felett), felhőtlen időjáráshoz vezet Schleswig-Holsteinben és Hamburgban. [2]

További helyi nevek: afgán, Oroshi, Kata kaze, Papagayos, Tehuantepecers, Norte vagy északiak, Kachchab, Laoswind, Bohorok, Sarma és Kachchan.

Hasonló, de katabatikus szélszél az Bóra a horvát és montenegrói Adriai-tenger partján.

Definíciók

Föhn és Bora a típust meghatározó meleg és hideg szelek, amelyek ilyen vagy hasonló módon megfigyelhetők szerte a világon. A tájat formáló eltérő bioklimatikus hatások és ellentétes következmények miatt elkerülhetetlen a foehn és a boragen típusok elkülönítése. Fenomenológiailag könnyen megkülönböztethetők:

"A hajszárító egy meleg őszi szél a hegylánc zápor oldalán. Fújáskor a hőmérséklet a szélső hegy lejtőjén emelkedik. Ezzel szemben a Bóra eső szél is van a hegyi odúban, de a beáramló lejtőn a hőmérséklet beállása után csökken. "(Yoshino 1976-ból)

A Borával kapcsolatban Yoshino félrevezető. A bóra szele azért hideg, mert a kilépő levegő hideg sarki levegő, amely a fújáskor a száraz adiabatikus felmelegedés ellenére is csak annyira melegszik fel, hogy még mindig hidegnek érzékelik.

A Meteorológiai Világszervezet (WMO) meghatározása a következő:

„A foehn általában egy hegység szélső szélén álló szél, amely az ereszkedéskor felmelegszik és kiszárad. A mozgatóerő vagy szinoptikus áramok, vagy nyomásgradiens a hegyek felett, de nincs katabatikus hatás. "

Ezért minden olyan szél, amely megfelel ezeknek a körülményeknek, egy foehn szél, függetlenül a helyi nevtől.

A foehn elmélet története

A tankönyvekben a foehn legelterjedtebb magyarázata - még ma is - a Ficker & De Rodder 1943-as ábrájához kapcsolódik, népszerű termodinamikailag nevét és tévesen Julius Hannnak tulajdonítják. A mai felfogás szerint ez az elmélet csak történelmi jelentőségű, bár helyesen magyarázza a fontos jelenségeket. Jellemzői a szél felőli csapadék, amely az egyedüli magyarázat a szélső oldalhoz viszonyított viszonylag magas hőmérsékletre a zátony oldalán, valamint a lejtőprofilt követő kétoldali zavar. Sok esetben azonban nem ez a helyzet.

Termodinamikai Foehn-elmélet

A termodinamikai foehn-elmélet szerint a foehn-t, mint minden szelet, egy alacsonyabb nyomású nyomásgradiens-erő hatása hozza létre egy hegylánc zápor oldalán. Amikor a viszonylag nedves levegő felemelkedik a hegy szél felőli oldalán, először szárazon hűl le 1,0 ° C-on 100 m magasságban, amíg a relatív páratartalom 100% nem lesz. Ennek oka, hogy a hőmérséklet csökkenésével csökken a levegő vízgőz-kapacitása, így a harmatpont elérésekor gőzzel telített és vízcseppeket képez. Ha a levegő tovább emelkedik, akkor csak nedvesen hűl le adiabatikusan, 0,6 ° C/100 m körül. A relatív páratartalom állandó, 100% marad: A levegő már nem tudja visszatartani (láthatatlan) vízgőzt, és folyamatos kondenzáció és felhő képződés lép fel. Ez addig tart, amíg a levegő el nem éri a gerincet, és szinte mindig úgynevezett lejtős esőhöz vezet, amely nagy magasságban havazássá is válhat.

A hegygerincről a hegy túloldalán a levegő elkezd süllyedni a lejtőn. A foehn tehát - a stabil légköri rétegződés ellenére - a termodinamikai foehn elmélet szerint katabatikus szél. Az elsüllyedés oka a terepen rejlik, és fokozódik, amikor a foehn oldal szélét alacsony nyomású terület "beszippantja". A süllyedő levegő 1 ° C/100 m-en ismét adiabatikusan melegszik fel - sokkal gyorsabban, mint az "emelkedés" során (a nedves adiabatikus fázisban) lehűlt: Hiányzik a felemelkedéskor esett vízmennyiség, amely ugyanakkor leadta a kondenzációs hőjét. A szél szélén a levegő gyors felmelegedése miatt leesett vízmennyiség okozza a foehn szél relatív szárazságát és magas hőmérsékletét.

A foehn termodinamikai elméletének problémái

A termodinamikai elmélet, mint a hajszárító magyarázata, a függőleges mozgások során a levegő eltérő hőmérsékleti viselkedésén alapul, és a didaktikai egyértelműség miatt különösen elterjedt a tankönyvekben: Sok tankönyvben a kondenzációs hatást "termodinamikus hajszárító hatásként" emelték ki, mintha más okai nem lennének a Hőszárítóval nőtt a hőmérséklet. Ezt a hatást sokáig túlságosan hangsúlyozták, valószínűleg didaktikai előnyei miatt is. Két megfigyelés azt mutatja, hogy nem a hajszárító elengedhetetlen része: [3]

A szél felőli oldalon vagy a fő alpesi gerincen felhők nélküli hajszárító is található.
A szél felőli oldalon befogott levegő nem mindig vesz részt a túlfolyásban, stagnálhat, vagy akár ellenkező irányba is elmozdulhat. Lammert mérései erre már 1920-ban szolgáltak példákat.

Az a tény, hogy az ereszkedő meleg levegő ellentétes Archimédész elvével, problematikus, dinamikus kritériumok hiányoznak ebből az elméletből, és a hidraulikus ugrás sem a hegyi hullámok vagy a rotorok - amelyekről a következőkben lesz szó - az elmélettel magyarázhatók. [4]

Dinamikus hajszárító elmélet

Bár a légkör gázokból áll, sok esetben folyadékként viselkedik. Ezért sok légköri turbulencia hullámként fordul elő. A légköri hullám zavarai különböző erők kölcsönhatásából származnak, ideértve a nyomásgradiens erőt, a Coriolis-erőt, a gravitációt és a súrlódást. A fentiek hosszúak voltak termodinamikai feltételezés a foehn elv elméletének meghatározása. Ma általában áll folyadékdinamikai törvények előtérben a lehívások kialakításának elvei esetében, amelyek hegyi hullám-Ólom koncepció.

A foehn áramlás hidrológiai-hidraulikus analógiája

A szelek háromdimenziós rendszerben történő megmagyarázásának legjobb módja a hidrológiai modellek, mivel völgyekkel és hágókkal erős megkönnyebbüléssel rendelkező terepen is alkalmasak mozgási mintákra. Ma a domborzati viszonyok továbbra is az angol nyelvűek rés áramlás dinamikus említett hipotézist figyelembe veszik. Ezt követően a függőleges szűkülés (a hágónál) és az oldalirányú összehúzódás (résen - rés) a légáramlás elengedhetetlen az olyan lefelé irányuló szél esetén, mint a faehn és a bora.

Hidraulikus kifejezések, mint folyó víz, lövöldöző víz, Val vel kritikus sebesség az áramló víz és a $ F $ Froude-szám (hasonló a Mach-számhoz) ma használatos a Föhnt-elméletben. A gázdinamika áramlásokra való felosztásához hasonlóan Alatt- és Szuperszonikus sebesség A szabad felületű áramlások hidraulikája fel van osztva a föld alatti és a föld feletti hullámsebességű vízáramlásokkal. Az alap hullámsebességnél alacsonyabb sebességgel áramló vizet a hidraulikában folyóvíznek, az alaphullámsebességnél nagyobb áramlási sebességűnek lövöldözővíznek nevezzük. Ha a víz pontosan az alapvető hullámsebességgel áramlik, akkor azt "kritikus sebességgel áramló víznek" nevezzük. A $ F $ Froud-szám végül kifejezi a kinetikus energia (a szélsebességtől függően) és a potenciális energia (stabilitás, hegymagasság) kapcsolatát.

$ F = 1 $ a kritikusan folyó víznek felel meg. Ha a szám egyenlő vagy valamivel nagyobb, mint egy, akkor a valószínűség az hegyi hullámok nagy.
$ F megfelel a folyó víznek. Ha a szám kevesebb, mint egy, akkor az áramlás nem elegendő az akadály leküzdéséhez, és a keringés blokkolva van.
$ F> 1 $ megfelel a lövöldöző víznek. Ha a szám sokkal nagyobb, mint egy, akkor a levegő nagyobb rezgések nélkül áramlik át az akadályon.

A magyarázat problémája az, hogy az áramló és kilövő víz modelltesztjeinél eltérő viselkedést kell alkalmazni, amikor a talajon lévő akadály felett folyik, ugyanúgy, mint a foehn esetében. Amikor a víz egy akadály fölött folyik, lényegében két erő hat: a gravitáció és a tehetetlenség. Most két rendszert különböztethetünk meg:

Szuperkritikus áramlás esetén a tehetetlenségi erő a domináns. A kinetikus energia potenciálenergiává alakul az akadálynál (azaz a víz lassabban áramlik, de a csúcson van potenciális energiája, amely lehetővé teszi, hogy gyorsabban zuhanjon le és áramoljon, vagyis több mozgási energiával rendelkezzen az akadály után).
A szubkritikus áramlásban a gravitáció dominál. A víz az akadály felett gyorsabban áramlik, a potenciális energia kinetikus energiává alakul, a vízréteg vastagsága kisebb lesz. Az akadály után a mozgási energia visszaalakul potenciális energiává.

Álló hullám

Az orográfiai akadályok által kialakított kisebb légköri hullámzavarok gravitációs hullámra hasonlítanak, ahogyan azt a föld partjairól ismerjük. Amíg az óceán hulláma halad és a víz mozog, addig van hegyi hullámok fordítva: míg a hullám lényegében mozdulatlan marad, a levegő ezen keresztül mozog. Az ilyen hullámokat akkor állóhullámoknak nevezzük. Hegyi hullámok ott fordulhat elő, ahol egy erős áram, stabil légkörben megfelel a topográfiai korlátnak. Ezen állóhullámokra jellemző az altocumulus lenticularis felhők társulása, amelyek képet adnak a levegő hullámmozgásáról.

A hullámokat a gyakorlatban használják a siklásban. A felújító területen nagy teljesítmény érhető el motorerő nélkül.

Rés dinamikus

A Föhn-hipotézis egyik lényeges eleme az rés dinamikus. Az alapgondolat az, hogy a hegyi gáton átfolyó ortogonális áramlás eleinte kétdimenziós problémát jelent, de ha ún. rések (Völgyek, áthaladások) vannak jelen, a probléma dimenzionalitása megváltozik. Ez különösen igaz, ha a Froude-levegő száma alacsonyabb egy hegyi akadálynál, és a kanyonokon, völgyeken keresztül halad egy utat, és nem halad át az akadályon. Az a tény, hogy sok hegynek van bizonyos szélútja, megerősíti ezt az elképzelést. Ilyen például a washingtoni kaszkádlánc "Stampede Gap" (Cascade szélvihar), a Himalája száraz völgyei, a Wipptal am Brenner Inn és Adige között (Föhn), a Vratnik-hágó Senj felett Velebitben (Bora) vagy a Kotori-öböl bevágása Montenegróban, mint a Risaner Bora folyosója.

A hőmérséklet-emelkedés különféle téves értelmezése, különösen a déli foehn esetében, pontos elemzést igényel. Elvileg a levegő adiabatikus felmelegedése a völgyállomás és a stabilan rétegzett hegygerinc közötti légkörtől függ. Különösen a nyári napokon, mély és jól összekevert határréteggel és szuperadiabatikus gradiensekkel a talaj közelében, a foehn hűvösebb, mint a kiszorított levegő. Ezért a hegylánc zápor felőli oldalán történő süllyedés következtében a foehn levegő alapvető melegítése és száradása összekeverhető azzal a ténnyel, hogy a foehn levegő melegebb és szárazabb, mint az általa cserélt légtömeg. Ezt bizonyítják azok a statisztikák, amelyek a hőmérsékleti maximumok egyértelműen növekvő tendenciáját mutatják a nyári hónapokban az innsbrucki Südföhnben. Az Alpok déli oldalán azonban az északi foehn hatását beárnyékolja a hideg levegő előretörése. Ezzel szemben a déli áramlást a déli foehn helyeken, a Kelet-Alpok Tirol térségében, a foehn déli szél hatására mindig a maximális hőmérséklet megfelelő emelkedése jellemzi.

Vízfolyások

Fliri (1984) statisztikái egyértelműen azt mutatják, hogy a csapadék feltételezett felhalmozódása nem kötelező a foehn számára. A déli foehn esetében csak kb. 70% a csapadék valószínűsége az Alpok keleti déli peremén, 80% a nyugati részen, 90% -os maximuma Ticinóban, ahol a csapadékintenzitás is nagyobb. Az a tény, hogy az eset nem ilyen egyszerű, és hogy a termodinamikai hatás a talaj levegőjének a Po-medencéből való emelkedésével szerepet játszhat, bár helyileg korlátozott, részben ellentmondhat a korábbi eredményekkel. A nyugati Alpok egyes részein tehát a nedvesség adiabatikus komponense szerepet játszhat. Az Alpok déli oldalán hideg levegős medence létezését az ALPEX program során megerősítették. Hann (1866) nem teljesen új elmélete érvényesült Ficker és De Rudder (1943) elmélete felett. Itt az alsó rétegek levegője a medencében rekedt és nem halad át az alpesi főgerincen. Ezt a levegőt ezért holtlevegőnek is nevezik [5].