Hvordan Støv Storms Arbejde

{h1}

Hvad er en støv storm? Læs om støv storms og hvad der forårsager dem på WordsSideKick.com.

Du træder ud på den solbeskinnede gårdhave for at nyde hvad der er tilbage af endnu en strålende sommerdag. Men da du let ser ud i horisonten, kan du ikke helt tro på, hvad du ser. I stedet for den klare blå sydvestlige himmel, der sædvanligvis rammer det ekspansive ørkenlandskab, en truende sort mur tårnene over jorden, dværger den nærliggende by som om det var et barns LEGO-projekt. Du blinker. Med al respekt for Mother Nature ser denne ting mere ud som et produkt af computergrafik fra en science-fiction film end noget rigtigt. Men det er rigtigt, og du indser, at det bevæger sig mod dig - hurtigt. To minutter senere bliver du kastet i mørke om natten, vinden hyler i dine ører, og det føles som om nogen gentagne gange smider en skovl fuld af fint sand i dit ansigt. Som du fumler for at gøre din vej tilbage indenfor til dæk, er dine øjne, næse og mund fyldt med fine, griste ting. Din bedøvede hjerne kan kun tænke én ting: Er det hvad Armageddon føles?

Ofte beskrevet af apokalyptiske termer af medierne, hvad du lige har oplevet er en haboob, en slags støv storm. Støvstammer kommer i forskellige former og størrelser, men uanset deres variationer er det de samme - de bærer støv og sedimenter fra et sted til et andet, uanset hvem eller hvad der er i deres vej.

Dust storms er naturlige begivenheder. Men forskere mener, at menneskelig aktivitet forårsager, at de forekommer hyppigere i visse regioner, og deres indflydelse kan være ødelæggende.

Har du nogensinde spekuleret på, hvordan alt det støv bliver luftbåret og hvorfor hobob er de scene-stjæler, de er? Det viser sig mere end en blæsende dag.

Hvor forekommer støv storms?

Erosionen af ​​jord i et område og deponering af den i en anden er en proces, der har spillet en rolle i vores globale økosystem siden tiden begyndte. Selv om støvstormene laver overskrifter for den ødelæggelse, de forårsager, er deres begivenhed ikke altid en fortælling om ødelæggelse og kaos. For eksempel transporteres 20 millioner tons støv fra Bodele-deprimeringen i Sahara til Amazonasbassinet hvert år og forsyner regnskoven med essentielle mineraler og næringsstoffer for at holde det frugtbart og blomstrende [kilde: Koren].

Fra en lille, cyklonlignende støvstuds, der kun varer et par minutter til storme, der blæser støv i 50 dage lige ved nær-orkanhastigheder, stammer støvme fra en kombination af klima, vejr og vind. Centralasien, Nordamerika, Centralafrika og Australien er hjemsted for de mest støv storms, men de kan sparke hvor som helst, hvor betingelserne er modne.

Det første element, der er nødvendigt for enhver støv storm - en støvkilde - afhænger stort set af klima. Ideelle støvkilder forekommer i områder, hvor jordens sammensætning er meget tør og holdes løst på overfladen. Dette forekommer oftest i tørre og halvtørre områder, normalt efter en langvarig tørke. Fugt holder jorden kompakt og hjælper med at opretholde vegetationen, som beskytter den mod at blive fejet op i forbi vind. Ikke overraskende forekommer støv storme ofte i ørkenen. Imidlertid er marginale tørre områder i stigende grad en kilde til store støvstorme. Disse områder har skrøbelige, delikat balancerede økosystemer. Deres nedbrydning kaldes ørkendannelse, gør jorden mindre modstandsdygtig over for vind under langvarig tørke. Ørkenning sker undertiden naturligt; Bodele Depression, for eksempel, er en naturlig tør sø seng, der engang var en stor ferskvands sø i nordlige Tchad. Nu sprøjtes gennemsnitligt 0,7 tons støv om dagen fra den tørrede sø hver vinter [kilde: Koren].

Øvrigere er ørkendannelse imidlertid stigende fra menneskelig aktivitet. Overdreven dyr græsning, tømning skæring og landbrugsmetoder strimmel og udstødning tørre jordbund. Når der opstår en tørke i disse områder - og til sidst vil det - alt hvad du behøver er det rigtige vejr, og du har selv fået en støvstorm.

Så hvordan danner støvstormer? Først skal vi undersøge, hvordan vinden får støv i luften og senere finde ud af, hvordan vejrmønstre bestemmer hvad der sker med støvet, når det er luftbårne.

Bone-dry Kina

Arid eller semi-arid regioner udgør 58 procent af Kinas samlede landmasse [kilde: Youlin et al.]. Den voksende befolknings efterspørgsel efter mad og vand har ført til ørkendannelsen af ​​ca. en tredjedel af jorden i disse områder. Som følge heraf har støv stormer hærget landet med øget frekvens det sidste årti. Som reaktion herpå har Kina fulgt eksemplet på Amerikas reaktion på støvskålen i 1930'erne og har implementeret flere nationale programmer til beskyttelse og genopretning af de tørre marker, der anvendes til landbruget.

Hvordan bliver støv luftbårne?

En brise, der blæser ved 9 km i timen (14,5 km i timen) kan røre støv på jorden. Hvis partiklerne er små nok, kan de blive luftbårne.

En brise, der blæser ved 9 km i timen (14,5 km i timen) kan røre støv på jorden. Hvis partiklerne er små nok, kan de blive luftbårne.

Uden vind vil støv generelt forblive på jorden. Mens vinden utvivlsomt er den kraft, der får støv til at stige, øger yderligere fysiske og elektriske kræfter processen.

Når vinden passerer over en støvkilde, bevæger de løst fastholdte sand- og støvpartikler sig. Når jorden er tør, tager det ikke meget at få dem til at bevæge sig; Tærskelvindhastigheden skal kun være omkring 9 miles per time (14,5 km pr. time) for at forstyrre overfladen [kilde: FN]. Selvfølgelig, vindhastigheder dette lave gør ikke nødvendigvis en storm, men det giver dig en ide om, hvor lidt kraft der er brug for for at mene ting.

Den måde, hvorpå vinden bevæger sig, afhænger af deres størrelse og vægt.De mindste partikler (mindre end 0,002 millimeter i diameter) er let ophængt i luft, og de største partikler (over 0,5 millimeter) ruller langs overfladen af ​​jorden, en bevægelse, der kaldes snigende. Det er imidlertid partikelbevægelsen mellem disse to størrelser, som har den største indvirkning på støvemission. Disse partikler løftes midlertidigt og hopper tilbage på overfladen opad. Når de rammer overfladen, hopper de tilbage. De forårsager også en kædereaktion på partiklerne omkring dem.

Tænk på partiklerne på overfladen som ping-pong bolde. Når en bold, der fremdrives af en vindstyrke, hopper på de andre, får de andre bolde til at hoppe. Hver gang en pingpongkugle rammer overfladen bliver yderligere bolde luftbårne, uanset om vinden er der eller ej. Selvfølgelig, når de er luftbårne, er kuglerne modtagelige for vindkræfter. Denne kollektive handling kaldes saltation. Saltende partikler løftes højere ind i luften afhængigt af deres størrelse. Støvpartikler, også kaldet silt, er mellem 0,002 og 0,05 millimeter i diameter.

Selvom meget små partikler i suspension skaber deres egne problemer, er støvpartikler, der gør de fleste storme så farlige. Støv kan løftes mere end 700 meter (2.296 fod) i luften [kilde: FN].

De ovenfor beskrevne fysiske kræfter øger mængden af ​​luftbåret støv ved en given vindhastighed, men virkningerne af saltning stopper ikke der. Saltende partikler genererer også elektrisk energi, hvilket øger antallet af saltende partikler endnu mere. Når partikler rammer hinanden og overfladen, får de en negativ ladning. Overfladen opkøber dog en positiv afgift - hovedsagelig generering af en statisk elektrisk felt. Enhver, der har gnides en ballon mod hans eller hendes hoved, ved, hvordan hår vil flyve uden for vinden i suspension. Et lignende princip er på arbejde her. Elektrificeringen af ​​partikler reducerer mængden af ​​vindkraft, som er nødvendig for at indlede yderligere saltning. Faktisk kan det løfte partikler direkte fra overfladen direkte.

Nu hvor støvet er luftbåret, hvor højt vil det blive suspenderet, hvor vil det gå, og hvor længe vil det forblive i luften? I det næste afsnit lærer vi, hvordan vejrsystemer bestemmer, hvordan en storm vil se ud.

Vejr og støvformation

Meteorologiske forhold spiller en stor rolle ved bestemmelsen af ​​støvstormens størrelse, varighed og intensitet. Vejrmønstre kan bredt kategoriseres i to kategorier: store eller synoptiske vejrsystemer og mindre mønstre kendt som mesoskala systemer.

Synoptiske systemer er frontal systemer, der dækker store afstande; De spænder overalt fra 620 til 1.500 miles (998 til 2.414 kilometer) på tværs af [kilde: National Oceanic and Atmospheric Administration]. Støvstammer skabes, når disse fronter fejer på varme, tørre overflader. Når koldt fronter undertrykker varm luft, øges trykgradienten, og vindene skifter og bliver helt luftige - så højt som 50 til 100 miles i timen (80 til 160 kilometer i timen) [kilde: University Corporation og Atmospheric Administration].

Derudover forårsager de skiftende vinde turbulens, og den høje overfladetemperatur skaber konvektive strømme i stormens forkant. Disse kræfter virker i det væsentlige at løfte partikler højere og holde dem ope i længere tid. Synoptisk inducerede storme kan bære støv i meget lange afstande. For eksempel kører hvert år millioner af tonsvis af ørkenstøv på vindvindene fra den nordafrikanske kyst til det karibiske bassin [kilde: U.S. Geological Survey]. Sommerskamalerne i den persiske kløft og de afrikanske sirocco vind er synoptiske systemer, der rutinemæssigt sparker op støvstormme, der kan vare så længe som fem dage [kilde: University Corporation og Atmospheric Administration].

Mesoskala systemer er mindre vejr systemer, der strækker sig fra 50 til 100 miles (80 til 160 kilometer) på tværs af [kilde: National Oceanic og Atmospheric Administration]. Selvom mindre end synoptiske systemer genererer mesoskala systemer ikke altid mindre storme. Vindstrømme, der genereres på denne skala, falder i tre grupper: nedvindende vind, mellemvind og konvektion. Nedvindende vind er meget stærke, gusty vind, der blæser ned hældningen af ​​et bjerg og nå deres højeste styrke ved foden. Gap vind er lavvande, der går gennem relativt små kanaler eller huller i bjergbarrierer - det er den type, der blæser over Bodele Depression og ender med at krydse Atlanterhavet. Konvektion er den vertikale bevægelse af luften. Selvom konvektive vinde genereres på alle kold fronter, er konvektion mest forbundet med tordenvejr - disse systemer producerer haboobs.

Haboobs er, hvad de fleste mennesker tænker på, når de hører ordene støv storm. Lad os se nærmere på disse imponerende støvvægge i næste afsnit.

Støvstammer henvises til tider af vindene, der genererer dem:

  • Haboob: Ordet betyder "stærk vind" på arabisk, men haboobs kaldes også "black blizzards".
  • Shamal: De vedvarende nordvestvind i Irak og Persiske Golf, der samler støv ind i atmosfæren. Skamvindene forårsager det mest farlige vejr i regionen.
  • Sirocco: Meget stærke front-frontvinde, der stammer fra Sahara og sprænge støv over Nordafrika og Sydeuropa. I Libyen hedder det ghibli. Sirocco vinder rivaliserende orkanvindhastigheder og kan blæse i op til 50 dage i træk.
  • Støv Devils: Fælles over hele verden, disse støvfyldte hvirveller ligner tornadoer, men mindre og mindre intense. De varer typisk kun få minutter.

Haboobs

Haboobs er de temperament-udsatte søskende i støvstormfamilien.De er forholdsvis små sammenlignet med de massive storme, der er forårsaget af synoptisk skala systemer, men de har tendens til at bryde ud af ingenting og med dramatisk fanfare. De er almindelige i Sudan og Nordamerika, nemlig de sydvestlige sletter. Som vi lige har fundet ud af, er de forbundet med tordenvejraktivitet. Men hvad har en tordenvejr, som vi normalt forbinder med regn, at gøre med en støv storm? Nå, de forbinde vind, der typisk forbinder med tordenvejraktivitet, spiller en stor rolle i dannelsen af ​​en støvstorm. Mange gange vil regn følge en hobob, men det er ofte ubemærket, da den faktiske nedbør er normalt ubetydelig.

Når tordenvejr spredes, er der skråstråler eller udstrømningsgrænser, som downdrafts ramte jorden og spredes ud fra stormen, hvor den begynder at regne. Disse gustfronter, som kan overstige 50 miles i timen (80,5 km pr. Time), virker som "minikold fronter", der løber ud fra den nedslående storm. Når vindstødsfronterne fejer over det eksponerede tørre land, bliver støvet opsprøjtet i luften, som ligner de ovenfor beskrevne storskala fronter, kun med mere intensitet. Tro mod mode af din typiske treårige, den resulterende tantrum er ret et show; Det luftbårne støv danner en tårnhøje, kondenseret tyk mur, der bevæger sig med stormen ved omkring halvdelen hastigheden af ​​vindstødsfronten, typisk 30 miles i timen (48 kilometer i timen) [kilde: University Corporation for Atmospheric Research]. Imidlertid lader disse storme ikke vare meget længe efter temperamentstråler. Haboobs har tendens til at være over inden for tre timer, og synligheden forbedrer kort tid efter, at vindene falder.

Virkningerne af haboobs ligner de fleste store støv storms, men de er lidt mere kaotiske på grund af den hurtige dannelse og intensitet af de konvektive vinde, som er ansvarlige for stormen. Stærke vindstød, der blæser støv rundt, reducerer synligheden og deponerer sediment overalt, hvilket alvorligt syltet elektrisk udstyr, maskiner og endda helikoptere. Kraftledninger blæser ofte ned, og flytrafik stopper. Piskestøvet, som føles som fint sand, kan forårsage åndedrætsbesvær, især for personer med astma.

De mest umiddelbare farer i et hjem er flykollisioner og motorvejsulykker. Sigtbarheden kan reduceres til næsten nul i løbet af to minutter i løbet af en hobob - hvis du er ved at køre ned ad motorvejen, kan dette være livstruende. Pile-up kollisioner er en almindelig forekomst under sorte snestorm.

Selvom det er sandsynligt, at du overlever en støvstorm, kan der være langsigtede konsekvenser, når støvet afvikles. I det næste afsnit undersøger vi hvordan støvstorm kan påvirke vores sundhed og lokalsamfund.

blackout

Den sorte søndagsstorm af 14. april 1935 var en haboob, ligesom de fleste af de storme, der hærgede støvskålen i 1930'erne. Haboobs kaldes ofte "black blizzards" eller "black wind storms." De kan strække sig fra 60 til 90 mil (96 til 145 kilometer) og nå højder på 5.000 til 8.000 fod (1,5 til 2,4 kilometer), selvom haboobs har været kendt for at tårne ​​så højt som 15.000 fod (4,5 kilometer).

Impact of Dust Storms

Under store støvstorme kan aflejringen af ​​støv over befolket områder være vidtrækkende, hvilket ofte påvirker flere byer og byer. Støvstammer kan tage ned træer, begrave udstyr og forårsage skader på huse. I de sidste år af støvskålen blev landbrugsdyr fundet døde i markerne, og folk begyndte at lide af "støv lungebetændelse" [kilde: WGBH].

Mens tabet af menneskeliv under støvstormene er forholdsvis lille i forhold til andre naturkatastrofer, har langvarige sundhedsmæssige bekymringer for nylig forværret sig. Dette skyldes primært det øgede antal storme stammer fra ørkendannelsesområder. Støvet i disse storme har vist sig at indeholde forurenende stoffer og toksiner, såsom salt, svovl, tungmetaller, pesticider og carbonmonoxid for at nævne nogle få [kilder: De Forenede Nationer, Stewart]. Det forureningsbelastede støv kan transporteres over hundreder af miles og påvirker millioner af mennesker, som måske ikke nødvendigvis lider under stormens akutte begivenheder.

Den umiddelbare økonomiske indvirkning af støvstormer er betydelig, men det konkurrerer ikke imod større naturkatastrofer, der ødelægger hele byerne. For eksempel er skaden som følge af støvstorme i Kina gennemsnitlig på omkring 6,5 mia. USD om året [kilde: Ford]. Et enkelt større jordskælv kan gøre skade på melodien på fem gange så mange. Eksperter hævder dog, at de reelle økonomiske virkninger af støvstammer, især dem, der stammer fra ørkendannelsesområder, er vanskelige at klare ned på grund af de langsigtede konsekvenser, de har for levebrød for mennesker, der bor i området [kilde: United nationer]. Når støvstormene springer op i tørre landområder, der nedbrydes, fjerner de jordbunden, hvilket forårsager yderligere ørkendannelse. Som følge heraf er landmændene tvunget til at se jordbunden, og deres levebrød blæser bogstaveligt talt væk. Denne cyklus, hvis den ikke er markeret, truer med at fortrænge hele samfund i nogle regioner.

Nogle støvstormaktivitet kan forhindres, men støvstorme vil altid være en integreret del af det naturlige økosystem. Lær, hvad vi kan gøre for at forebygge og leve med støvstorm i næste afsnit.

Dusting Australia

I 2009 ramte en støv storm Sidney, Australien, der puffede byen i støv, der reducerede synligheden til 100 meter. Forureningsniveauerne var 20 gange højere end de laveste niveauer, der anses for at være farlige. Stormen, som deponerede 75.000 tons støv pr. Time i højden, fjernede 5 millioner tons jordbund fra de indre landbrugsarealer og dumpede det til Stillehavet [kilde: Saks].

Lever med støv storms

Selv fra rummet er støvstormmer synlige langs den australske kyst den 23. september 2009. Dette billede blev fanget af den Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer på Terra-satellitten, der ejes af NASA.

Selv fra rummet er støvstormmer synlige langs den australske kyst den 23. september 2009.Dette billede blev fanget af den Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer på Terra satellitten ejet af NASA.

Sameksisterende med støv storms kan opsummeres i tre ord: forebyggelse, forberedelse og forudsigelse. På områder, hvor menneskelig aktivitet har skabt støvkilder, er det blevet vist, at restaurering og bevaring af tørrelandets økosystemer reducerer antallet af storme, der hærger landbrugsjord. Dette kan gøres ved at ændre landbrugspraksis, som f.eks. Reduktion af jordfrekvensen for at nedbryde jordbunden; plantning dækning afgrøder, såsom græs, for at forhindre erosion; og plantning af rækker af buske og / eller træer for at reducere virkningen af ​​vindkræfter, når de bevæger sig ind.

For dem, der bor i områder, hvor sæsonbestemte støvstorme er uundgåelige, er forberedelse den bedste måde at forhindre tab af ejendom og bevare sundhed. Dækker computere og maskiner med plast eller tarp holder støv fra at ødelægge de elektriske komponenter og tilstopning af mekaniske dele. Militært personale, der er baseret i ørkener, pakker selv helikoptere op i støvstormene. At have beskyttelsesbriller og en maske ved hånden betyder, at når støvet begynder at flyve, kan du holde det ud af øjnene, mund og næse.

Forudsigelse af støvstormer hjælper selvfølgelig folk til at være bedre forberedt, og prognoser for store stormskyer er temmelig pålidelige. Meteorologernes metoder til at gøre dette afhænger i høj grad af omhyggeligt overvågning af vind og atmosfærisk stabilitet i områder, der vides at være tilbøjelige til støvstorm. Forskere har endda udviklet computermodeller, der tager vejrudsigter og kombinerer dem med data fra stormforskning for at forudsige støvstormmer med rimelig succes - meteorologer kan undertiden endda forudsige stormen og varigheden af ​​storme.

Haboobs er sværere at forudsige. Meteorologer er nødt til at stole på, hvad der kaldes "real time" prognoser for tordenvejr aktivitet, hvor miljøet kan være moden til en støv storm. Som du kan gætte, er det svært for dem at sige, om en storm vil sparke, men i det mindste kan du være på udkig. Også ved hjælp af data indsamlet af satellitter har forskere udviklet måder til bestemmelse af jordfugtighed og tilgængelighed i tørre områder. Dette hjælper med at vurdere sandsynligheden for, at en hobob kan opstå, når tordenvejr fejer gennem bestemte områder.

Hvis du er interesseret i at lære mere om støv storms og relaterede fænomener, blæse til næste side for mere information.

Øjne i Skies

Støv storme kan nemt visualiseres via satellit. Sensorer som MODIS (moderat opløsningsbilledspektromadiometer) overvåger løbende store områder af jorden, så forskere kan studere klimaforandringer og støvstormmer kan visualiseres på denne måde. Haboobs opdages sjældent af MODIS. Dette skyldes det faktum, at instrumentet kun tager billeder en eller to gange i løbet af dagen. Derfor mangler en hurtigt voksende haboob event ofte med denne type prøveudtagning. Derudover er haboobs ofte dækket af skyer, som dækker deres påvisning.


Video Supplement: R. Kelly - The Storm Is Over Now.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com