تكوين الأعاصير

التكوّن الإعصاري هو تطور أو تعزيز الدوران الإعصاري في الغلاف الجوي ( منطقة ضغط منخفض ). ^{[ 1 ]} التكوّن الإعصاري مصطلح شامل لثلاث عمليات مختلفة على الأقل، تؤدي جميعها إلى تطور نوع من الأعاصير ، وبأي حجم من النطاق الميكروسكوبي إلى النطاق السينوبتيكي .

• تتشكل الأعاصير المدارية نتيجة للحرارة الكامنة الناتجة عن نشاط العواصف الرعدية الكبير، مما يؤدي إلى تكوين نواة دافئة.
• تتشكل الأعاصير خارج المدارية على شكل موجات على طول الجبهات الهوائية قبل أن تنغلق لاحقاً في دورة حياتها كأعاصير ذات نواة باردة.
• تتشكل الأعاصير المتوسطة الحجم كأعاصير ذات نواة دافئة فوق اليابسة، ويمكن أن تؤدي إلى تشكل الأعاصير القمعية . كما يمكن أن تتشكل الأعاصير المائية من الأعاصير المتوسطة الحجم، ولكنها غالباً ما تتطور في بيئات ذات عدم استقرار عالٍ وقص رياح رأسي منخفض .

تُعرف العملية التي يشهد فيها الإعصار خارج المداري انخفاضًا سريعًا في الضغط الجوي (24 مليبار أو أكثر) خلال فترة 24 ساعة باسم التكوّن السريع للأعاصير ، وعادةً ما تحدث أثناء تكوّن العاصفة الشمالية الشرقية . ^{[ 2 ]} وبالمثل، يمكن أن يشهد الإعصار المداري اشتدادًا سريعًا .

إن المكافئ المضاد للإعصار، أي عملية تكوين مناطق الضغط العالي ، هو التكوّن المضاد للإعصار . ^{[ 3 ]} أما عكس التكوّن للإعصار فهو التحلل الإعصاري .

تتناول الأرصاد الجوية أربعة مقاييس رئيسية، أو أحجام للأنظمة: المقياس الكلي، والمقياس التزامني، والمقياس المتوسط ، والمقياس الجزئي. ^{[ 4 ]} يتناول المقياس الكلي الأنظمة ذات الحجم العالمي، مثل تذبذب مادن-جوليان . أما أنظمة المقياس التزامني فتغطي جزءًا من قارة، مثل الأعاصير خارج المدارية ، بأبعاد تتراوح بين 1000 و2500 كيلومتر (620-1550 ميلًا) . ^{[ 5 ]} المقياس المتوسط ​​هو المقياس الأصغر التالي، وغالبًا ما يُقسم إلى نطاقين: تتراوح ظواهر الميزو-ألفا بين 200 و2000 كيلومتر (120-1240 ميلًا) (نطاق الإعصار المداري )، بينما تتراوح ظواهر الميزو-بيتا بين 20 و200 كيلومتر (12-124 ميلًا) (نطاق الإعصار المتوسط ). يُعدّ المقياس الميكروسكوبي أصغر المقاييس المناخية، إذ يقلّ حجمه عن كيلومترين (1.2 ميل) (وهو مقياس الأعاصير القمعية والزوابع المائية ). ^{[ 6 ]} لا تُمثّل هذه الأبعاد الأفقية تقسيمات جامدة، بل تعكس الأحجام النموذجية للظواهر ذات الخصائص الديناميكية المحددة. فعلى سبيل المثال، لا ينتقل النظام بالضرورة من المقياس الميزوألي إلى المقياس السينوبتيكي عندما يزداد امتداده الأفقي من 2000 إلى 2001 كيلومتر (من 1242.7 إلى 1243.4 ميل) .        

تتشكل الأعاصير المدارية ضمن نطاق ألفا متوسط ​​الحجم. وعلى عكس تشكل الأعاصير في خطوط العرض المتوسطة، فإن تشكل الأعاصير المدارية مدفوع بتيارات حمل حراري قوية مُنظمة في نواة مركزية دون وجود مناطق باروكلينية أو جبهات هوائية تمتد عبر مركزها. ورغم أن تشكل الأعاصير المدارية لا يزال موضوعًا لبحوث مكثفة جارية وغير مفهوم تمامًا، إلا أن هناك ستة متطلبات رئيسية لتشكلها: درجات حرارة سطح البحر الدافئة بدرجة كافية، وعدم استقرار الغلاف الجوي، وارتفاع الرطوبة في المستويات الدنيا والمتوسطة من التروبوسفير ، وقوة كوريوليس كافية لتكوين مركز ضغط منخفض، ووجود بؤرة أو اضطراب مسبق في المستويات الدنيا، وانخفاض قص الرياح الرأسي . وتميل هذه الأعاصير ذات النواة الدافئة إلى التشكل فوق المحيطات بين خطي عرض 10 و30 درجة من خط الاستواء. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

تتراوح أحجام الأعاصير المتوسطة من نطاق بيتا المتوسط ​​إلى النطاق الميكروي. ويُستخدم مصطلح الإعصار المتوسط ​​عادةً لوصف الدوران في الطبقات المتوسطة من الغلاف الجوي داخل العواصف الرعدية الشديدة، ^{[ 27 ]} وهي أعاصير ذات نواة دافئة مدفوعة بالحرارة الكامنة لنشاط العاصفة الرعدية المصاحب لها.

تتشكل الأعاصير القمعية في القطاع الدافئ من الأعاصير خارج المدارية حيث يوجد تيار نفاث قوي في الطبقات العليا. ^{[ 28 ]} يُعتقد أن الأعاصير المتوسطة تتشكل عندما تؤدي التغيرات القوية في سرعة الرياح و/أو اتجاهها مع الارتفاع (" قص الرياح ") إلى دوران أجزاء من الطبقة السفلى من الغلاف الجوي في دوامات أنبوبية غير مرئية. يُعتقد بعد ذلك أن التيار الصاعد الحملي للعاصفة الرعدية يسحب هذا الهواء الدوار، مما يؤدي إلى إمالة اتجاه الدوامات لأعلى (من موازٍ للأرض إلى عمودي عليها) ويتسبب في دوران التيار الصاعد بأكمله كعمود رأسي.

مع دوران التيار الصاعد، قد يتشكل ما يُعرف بسحابة الجدار. سحابة الجدار هي طبقة دوارة من السحب تهبط من الإعصار المتوسطي. تميل سحابة الجدار إلى التشكّل بالقرب من مركز الإعصار المتوسطي. لا تحتاج سحابة الجدار بالضرورة إلى إعصار متوسطي لتتشكل، ولا تدور دائمًا. مع هبوط سحابة الجدار، قد تتشكل سحابة قمعية الشكل في مركزها. هذه هي المرحلة الأولى من تشكّل الإعصار. ^{[ 29 ]} يُعتقد أن وجود الإعصار المتوسطي عامل رئيسي في تشكّل الأعاصير القوية المصاحبة للعواصف الرعدية الشديدة.

• 
  يؤدي قص الرياح العمودي (باللون الأحمر) إلى دوران الهواء (باللون الأخضر).
• 
  التيار الصاعد (الأزرق) "يقلب" الهواء الدوار إلى وضع مستقيم.
• 
  ثم يبدأ التيار الصاعد بالدوران.

توجد الأعاصير القمعية على النطاق الميكروي أو الطرف الأدنى من نطاق غاما الميزوسكيلي. تبدأ الدورة عندما تتطور عاصفة رعدية قوية إلى إعصار ميزوسكلوني دوار على ارتفاع بضعة أميال في الغلاف الجوي، ليصبح خلية عاصفة فائقة. مع ازدياد هطول الأمطار في العاصفة، تسحب معها منطقة من الهواء الهابط بسرعة تُعرف باسم تيار الهواء الهابط الخلفي (RFD). يتسارع هذا التيار الهابط مع اقترابه من الأرض، ويسحب معه الإعصار الميزوسكلوني الدوار نحو الأرض. ^{[ 30 ]}

مع اقتراب الإعصار المتوسطي من الأرض، يظهر قمع تكثيف مرئي ينحدر من قاعدة العاصفة، وغالبًا ما يكون ذلك من سحابة جدارية دوارة. ومع هبوط القمع، تصل موجة التكثيف العكسي أيضًا إلى الأرض، مُحدثةً جبهة عاصفة قادرة على إحداث أضرار على مسافة جيدة من الإعصار. عادةً، تبدأ سحابة القمع بإحداث أضرار على الأرض (متحولةً إلى إعصار) في غضون دقائق من وصول موجة التكثيف العكسي إلى الأرض. ^{[ 31 ]}

توجد الأعاصير المائية على نطاق صغير. وبينما تكون بعضها قوية (إعصارية) مثل نظيراتها البرية، فإن معظمها أضعف بكثير وتنتج عن ديناميكيات جوية مختلفة. تتشكل عادةً في بيئات رطبة ذات قص رياح رأسي ضئيل على طول خطوط التقارب، مثل نسائم البر ، أو خطوط التقارب الاحتكاكي من الكتل الأرضية القريبة، أو المنخفضات السطحية. ^{[ 32 ]} قد تكون السحابة الأم غير ضارة مثل سحابة ركامية متوسطة، أو قوية مثل عاصفة رعدية . تتشكل الأعاصير المائية عادةً أثناء تشكل السحب الأم، ويُفترض أنها تدور أثناء صعودها على طول حدود السطح من قص الرياح الأفقي بالقرب من السطح، ثم تمتد لأعلى نحو السحابة بمجرد أن تتوافق دوامة القص المنخفضة مع سحابة ركامية أو عاصفة رعدية نامية. وقد لوحظ تشكل أعاصير ضعيفة، تُعرف بالأعاصير الأرضية، في شرق كولورادو بطريقة مماثلة. ^{[ 33 ]} حدث تفشٍّ في منطقة البحيرات العظمى في أواخر سبتمبر وأوائل أكتوبر 2003 على امتداد نطاق تأثير البحيرة. يُعدّ شهر سبتمبر ذروة حدوث الأعاصير البرية والمائية حول فلوريدا ، وذروة حدوث الأعاصير المائية حول البحيرات العظمى . ^{[ 33 ] [ 34 ]}

إن تكوين الأعاصير هو عكس تحلل الأعاصير، الذي يتعلق بإضعاف الأعاصير السطحية. وللمصطلح مرادف مضاد للأعاصير (نظام الضغط العالي) وهو " مضاد تكوين الأعاصير" ، الذي يتناول تكوين أنظمة الضغط العالي السطحية. ^{[ 3 ]}

• نهر جوي
• عاصفة رياح أوروبية
• ديناميكيات الأعاصير والفيزياء الدقيقة للسحب
• منخفض هجين
• تحليل الطقس السطحي
• تصنيف ميلر