Wszyscy kiedyś tego doświadczyliśmy... z niecierpliwością oczekując na przybycie śniegu o długości od trzech do pięciu cali w naszej prognozie, aby obudzić się następnego ranka i znaleźć zaledwie zasypka na ziemi.
Zapytaj dowolnego meteorologa, a powie ci, że opady zimowe są jedną z najtrudniejszych prognoz.
Przyjrzymy się liczbie rzeczy, które prognostycy biorą pod uwagę, określając, które z trzech głównych wystąpią typy opadów zimowych - śnieg, deszcz ze śniegiem lub marznący deszcz - i ile z nich będzie gromadzić. Następnym razem, gdy zostanie wydane powiadomienie o zimowej pogodzie, możesz mieć nowy szacunek dla swojego lokalnego prognosty.
Choć może to zabrzmieć dość prosto, uzyskanie odpowiedniej mieszanki każdego z tych składników jest delikatną równowagą, która często zależy od czasu.
Typowa konfiguracja burzy zimowej obejmuje wzorzec pogody znany jako przekroczenie. Zimą zimne polarne i arktyczne powietrze wprowadzane jest do Stanów Zjednoczonych, kiedy strumień strumieniowy spada na południe od Kanady. Jednocześnie południowo-zachodni strumień napływa do stosunkowo ciepłego, wilgotnego powietrza z Zatoki Meksykańskiej. Gdy krawędź wiodąca ciepłego powietrza (ciepły przód) napotyka zimne i gęstsze powietrze na niskich poziomach, dwa dzieją się rzeczy: na granicy powstaje niskie ciśnienie, a ciepłe powietrze jest wtłaczane w górę i ponad obszar zimno. Gdy ciepłe powietrze unosi się, ochładza się, a jego wilgoć kondensuje się w chmury wywołujące opady.
Rodzaj opadów wywoływanych przez te chmury zależy od jednej rzeczy: temperatury powietrza na poziomach wysoko w atmosferze, nisko na poziomie gruntu i pomiędzy nimi.
Jeśli powietrze na niskim poziomie jest ekstremalnie zimne (tak jak ma to miejsce w przypadku, gdy masy arktyczne dostają się do USA), przekroczenie nie zmieni w znacznym stopniu zimnego powietrza, które już istnieje. Jako takie, temperatura pozostanie poniżej zera (32 ° F, 0 ° C) od górnej atmosfery aż do powierzchni, a opady spadną jak śnieg.
Jeśli dopływające ciepłe powietrze miesza się z zimnym powietrzem wystarczająco, aby utworzyć warstwę zamarzania temperatury tylko na średnim poziomie (temperatury na wysokim poziomie i na powierzchni wynoszą 32 ° F lub mniej) wystąpi deszcz ze śniegiem.
Deszcz ze śniegiem faktycznie powstaje jako płatki śniegu wysoko w zimnej górnej atmosferze, ale kiedy śnieg spada na łagodniejsze powietrze na średnim poziomie, częściowo się topi. Po powrocie do warstwy poniżej zamarzającego powietrza opady ponownie zamarzają w granulki lodu.
Ten profil temperaturowy zimno-ciepło-zimno jest jednym z najbardziej wyjątkowych i jest powodem, dla którego deszcz ze śniegiem jest najmniej powszechny z trzech rodzajów opadów zimowych. Podczas gdy warunki, które go wytwarzają, mogą być dość rzadkie, lekki dźwięk odbijania się od ziemi jest jednoznaczny.
Jeśli ciepły przód wyprzedzi obszar zimna, pozostawiając poniżej zera temperatury tylko na powierzchni, opady spadną jako marznący deszcz.
Marznący deszcz zaczyna się najpierw od śniegu, ale topnieje całkowicie w deszczu, gdy spada przez głęboką warstwę ciepłego powietrza. Gdy deszcz nadal spada, dociera do cienkiej warstwy powietrza poniżej zera w pobliżu powierzchni i przechładza - to znaczy ochładza się do temperatury poniżej 0 ° C (32 ° F), ale pozostaje w postaci płynnej. Po uderzeniu w zamarznięte powierzchnie obiektów, takich jak drzewa i linie energetyczne, krople deszczu zamarzają w cienką warstwę lodu. (Jeśli w atmosferze panuje temperatura powyżej zera, opady oczywiście spadają jak zimny deszcz).
Oczekuje się, że za każdym razem, gdy temperatura będzie tańczyć wokół znaku zera (zwykle od 28 ° do 35 ° F lub -2 ° do 2 ° C), prognoza może zawierać „zimową mieszankę”. Pomimo publicznego niezadowolenia z tego terminu (jest to często postrzegane jako luka prognostyczna dla meteorologów), w rzeczywistości ma na celu wyrażają, że temperatury atmosferyczne są takie, że prawdopodobnie nie będą w stanie obsłużyć tylko jednego rodzaju opadów podczas prognozy Kropka.
Decyzja, czy wystąpią niepogody, a jeśli tak, to jakiego rodzaju, to tylko połowa sukcesu. Żadne z nich nie jest zbyt dobre bez towarzyszącego mu pomysłu ile jest oczekiwany.
Aby określić nagromadzenie śniegu, należy wziąć pod uwagę zarówno opady, jak i temperaturę gruntu.
Ilość opadów można zebrać, patrząc na wilgotność powietrza w danym czasie, a także całkowitą oczekiwaną ilość opadów ciekłych w danym okresie. Pozostawia to jednak jedną kwotę ciekły opad atmosferyczny. Aby przeliczyć to na odpowiednią wartość zamrożone opady, należy zastosować równoważnik ciekłej wody (LWE). Wyrażony jako stosunek, LWE podaje głębokość śniegu (w calach) potrzebną do wyprodukowania 1 "ciekłej wody. Ciężki, mokry śnieg, który często pojawia się, gdy temperatura jest odpowiednia do 32 ° F (lub nieco poniżej) (i co wszyscy znają najlepsze śnieżki), ma wysoką LWE mniejszą niż 10: 1 (to znaczy 1 "ciekłej wody wytworzy około 10" lub mniej śnieg). Suchy śnieg, który ma małą zawartość płynnej wody z powodu ekstremalnie niskich temperatur w całej troposferze, może mieć wartości LWE do 30: 1. (LWE 10: 1 jest uważane za średnie.)
Oczywiście powyższe ma znaczenie tylko wtedy, gdy temperatury gruntu są poniżej zera. Jeśli mają powyżej 32 ° F, wszystko, co uderzy w powierzchnię, po prostu się stopi.