Burze wielokomórkowe i mezoskalowe systemy konwekcyjne
Gwałtowna pogoda na ziemi jest zwykle wywoływana przez zorganizowane burze wielokomórkowe, linie szkwałów lub superkomórka. Wszystko to jest zwykle związane z zaburzeniem mezoskali (układ pogodowy o średniej wielkości, to jest od 10 do 1000 km w zasięgu poziomym). Burze wielokomórkowe mają kilka prądów wstępujących i opadających w bliskiej odległości od siebie. Występują w skupiskach komórek na różnych etapach rozwoju, poruszających się razem jako grupa. W obrębie klastra jedna komórka dominuje przez pewien czas, zanim osłabia, a następnie inna komórka powtarza cykl. W liniach szkwałów burze tworzą zorganizowaną linię i tworzą pojedynczy, ciągły przód podmuchów (krawędź czołowa odpływu burzy z jej ciągu zstępującego). Burze superkomórkowe mają jeden intensywny prąd wstępny i zstępujący; zostały omówione bardziej szczegółowo poniżej.
© Hemera / Thinkstock
Czasami rozwój mezoskalowych zaburzeń pogodowych powoduje, że burze rozwijają się w regionie o średnicy setek kilometrów. Przykładami takich zakłóceń są cyklony z falą czołową (systemy niskiego ciśnienia, które powstają z fali na froncie oddzielającej masy ciepłego i chłodnego powietrza) oraz niecki niskiego ciśnienia w górnych warstwach atmosfery. Powstały wzór burz nazywany jest mezoskalowym systemem konwekcyjnym (MCS). Ciężkie burze z wieloma komórkami i burze z superkomórkami są często związane z MCS. Opady wytwarzane przez te systemy zazwyczaj obejmują opady deszczu z chmur konwekcyjnych i chmur warstwowych (warstwy chmur o dużym zasięgu poziomym). Stratiform strącanie jest głównie spowodowane pozostałościami starszych komórek o stosunkowo niskiej prędkości pionowej – to znaczy z ograniczoną konwekcją.
Burze mogą być wywoływane przez zimny front, który przenosi się do wilgotnego, niestabilnego powietrza. Czasami linie szkwałów powstają w masie ciepłego powietrza na dziesiątki do setek kilometrów przed zimnym frontem. Tendencja burz przedczołowych, które są mniej więcej ustawione równolegle do frontu, wskazuje, że są one inicjowane przez zaburzenia atmosferyczne spowodowane przez front.
W środkowych Stanach Zjednoczonych silne burze często występują wiosną, kiedy chłodne wiatry zachodnie na średnich poziomach (3000 do 10 000 metrów nad poziomem morza) przenoszą się nad ciepłym i wilgotnym powietrzem powierzchniowym wypływającym na północ od Zatoki Meksykańskiej. Wynikający z tego szeroki region niestabilności wytwarza MCS, które utrzymują się przez wiele godzin lub nawet dni.
W tropikach północno-wschodnie pasaty spotykają się z południowo-wschodnim w pobliżu równika, a wynikająca z tego międzytropikalna strefa konwergencji (ITCZ) jest charakteryzuje się powietrzem, które jest wilgotne i niestabilne. Burze z piorunami i MCS pojawiają się w dużej ilości w ITCZ; odgrywają ważną rolę w transporcie ciepła do wyższych poziomów atmosfery i na wyższe szerokości geograficzne.