Meercellige onweersbuien en mesoschaal convectieve systemen
Geweld op de grond wordt meestal veroorzaakt door georganiseerde meercellige stormen, buienlijnen , of een supercel. Al deze worden meestal geassocieerd met een mesoschaal verstoring (een weersysteem van gemiddelde grootte, dat wil zeggen 10 tot 1000 km in horizontale mate). Meercellige stormen hebben verschillende opwaartse en neerwaartse bewegingen in de buurt van elkaar. Ze komen voor in clusters van cellen in verschillende stadia van ontwikkeling die als een groep samen bewegen. Binnen de cluster domineert de ene cel een tijd voordat hij verzwakt, en dan herhaalt een andere cel de cyclus. In buienlijnen vormen onweersbuien zich in een georganiseerde lijn en creëren ze een enkel, continu windvlaagfront (de voorrand van de uitstroom van een storm uit zijn neerwaartse beweging). Supercell-stormen hebben één intense opwaartse en neerwaartse beweging; ze worden hieronder in meer detail besproken.
© Hemera / Thinkstock
Soms veroorzaakt de ontwikkeling van een mesoschaal weersverstoring onweersbuien over een gebied met een diameter van honderden kilometers. Voorbeelden van dergelijke verstoringen zijn onder meer frontale golfcyclonen (lagedruksystemen die ontstaan uit een golf op een front dat warme en koude luchtmassas scheidt) en lagedrukbakken op hogere niveaus van de atmosfeer. Het resulterende patroon van stormen wordt een mesoschaal convectiesysteem (MCS) genoemd. Ernstige meercellige onweersbuien en supercelstormen worden vaak geassocieerd met MCSen. Neerslag geproduceerd door deze systemen omvat typisch regenval van convectieve wolken en van stratiforme wolken (wolkenlagen met een grote horizontale omvang). Stratiforme neerslag is voornamelijk te wijten aan de overblijfselen van oudere cellen met een relatief lage verticale snelheid – dat wil zeggen, met beperkte convectie.
Onweersbuien kunnen worden veroorzaakt door een koufront dat zich verplaatst naar vochtige, onstabiele lucht. Soms ontstaan er buienlijnen in de warme luchtmassa tientallen tot honderden kilometers voor een koufront. De neiging van prefrontale stormen om min of meer evenwijdig aan de voorkant te liggen, geeft aan dat ze worden veroorzaakt door atmosferische storingen veroorzaakt door het front.
In het midden van de Verenigde Staten komen zware onweersbuien vaak voor in de lente, wanneer koele westenwinden op middelhoge niveaus (3.000 tot 10.000 meter hoogte) bewegen over warme en vochtige oppervlaktelucht die vanuit de Golf van Mexico naar het noorden stroomt. Het resulterende brede gebied van instabiliteit produceert MCSs die vele uren of zelfs dagen aanhouden.
In de tropen ontmoeten de noordoostelijke passaatwinden de zuidoostelijke trades nabij de evenaar, en de resulterende intertropische convergentiezone (ITCZ) is gekenmerkt door lucht die zowel vochtig als onstabiel is. Onweersbuien en MCSen komen in grote hoeveelheden voor in de ITCZ; ze spelen een belangrijke rol bij het transport van warmte naar hogere niveaus van de atmosfeer en naar hogere breedtegraden.