Снегоочиститель шириной 6 футов, установленный на тракторе, имеет большой смысл, если вы живете на плато Таг-Хилл. Таг-Хилл в северной части штата Нью-Йорк является одним из самых снежных мест на востоке США и переживает одни из самых сильных снежных бурь в мире. В этом преимущественно сельском районе к востоку от озера Онтарио выпадает в среднем 20 футов снега в год.
Снегоуборочная машина, установленная на тракторе.
Огромное количество снега в регионе связано с снежными бурями с эффектом озера и, как выясняется, с формой озера Онтарио.
Штормы с эффектом озера начинаются, когда холодная масса воздуха движется над относительно теплой водой. Тепло и влага от воды дестабилизируют воздушную массу и вызывают сильные, продолжительные штормы. Снег с эффектом озера распространен в районе Великих озер и в районах с подветренной стороны больших водоемов, включая Большое Соленое озеро.
Исследователи, включая Джима Стинбурга из Университета Юты и Барта Гертса из Университета Вайоминга, теперь сообщают, что эти сильные снежные бури подпитываются циркуляцией воздуха, вызванной теплом, выделяемым озером, и что география береговой линии озера Онтарио влияет формирование и местонахождение этой циркуляции. Результат? Очень сильный снегопад.
Результаты, опубликованные в трех статьях, показывают, как береговая линия озер может помочь синоптикам определить последствия озерных штормов.
«Ориентация озера Онтарио с востока на запад позволяет формировать интенсивные полосы снега», - сказал Эд Бенсман, программный директор отдела атмосферных и геокосмических наук Национального научного фонда (NSF), который финансировал исследование. «Это исследование показало, что форма береговой линии озера может иметь важное влияние на слабый ветер, который приводит к снежным полосам в течение длительных периодов времени, а также к сильному снегопаду. Исследовательская группа проанализировала силу этих снежных полос., а также их формирование и устойчивость. Снежные полосы часто были активны в течение нескольких дней."
Эффект озера
Когда сухопутные бризы перемещаются в сторону от берега из мест, где береговая линия выдается в озеро, формируются неустойчивые воздушные массы и гонят узкую полосу влаги, которая сбрасывает свою влагу в виде снега на полосу земли с подветренной стороны от озера.
Стиенбург сказал, что давно известно, что бриз, дующий с берега на озеро, помогает инициировать и направлять формирование снежных полос. Стинбург и Гертс, а также их коллеги из университетов Иллинойса, Пенсильвании и северной части штата Нью-Йорк отправились на озеро Онтарио в рамках финансируемого NSF проекта под названием «Системы эффекта зимних озер Онтарио» (OWLeS). Ученые исследовали несколько вопросов о системах с эффектом озера:
- Какие факторы окружающей среды оказывают наибольшее влияние на количество снегопадов и расположение снежных полос над и вблизи озера Онтарио?
- Как взаимодействие ветра и облаков создает долгоживущие снежные полосы далеко вниз по течению от открытой воды?
- Как местный рельеф влияет на прочность и долговечность этих систем?
Чтобы выяснить это, команда Гертса пролетела на исследовательском самолете Wyoming King Air через зимние штормы, а группа Стинбурга установила оборудование для мониторинга погоды, в том числе профилирующие радары и станции измерения снега, чтобы отслеживать приход штормов с эффектом озера. возле Таг-Хилл.
Исследователи стали свидетелями сильного снегопада в регионе, в том числе одного шторма, выпавшего на 40 дюймов за 24 часа. Скорость выпадения снега часто превышала 4 дюйма в час. «Это удивительный показатель», - сказал Стинбург. «Это просто взрыв снега».
Роль выпуклости
Вайомингский облачный радар на борту самолета King Air обнаружил интенсивную вторичную циркуляцию воздуха в основной снежной полосе. «У этой циркуляции был узкий восходящий поток, создающий и поднимающий снег, как фонтан на узкой полосе, который сбрасывал тяжелый снег там, где он достиг берега», - сказал Гертс. Используя модель погоды, команда Стинбурга обнаружила, что источником этой циркуляции был бриз, вызванный неровным географическим положением береговой линии озера.
В некоторых случаях другой ветерок с суши создавал вторую полосу снега, которая сливалась с первой. «Интенсивная вторичная циркуляция с восходящими потоками до 20 миль в час никогда раньше не наблюдалась», - сказал Гертс.
Одна особенность береговой линии сыграла большую роль: пологий, широкий выступ вдоль южного берега озера Онтарио, который простирается примерно от Ниагарского водопада на западе до Рочестера, штат Нью-Йорк, на востоке.
«Эта выпуклость была важна для определения того, где образовались снежные полосы с эффектом озера», - сказал Стинбург. «Выпуклость возле Освего, штат Нью-Йорк, на юго-восточном берегу также способствовала увеличению количества осадков вниз по течению от озера Онтарио над Таг-Хилл».
Стиенбург говорит, что жители региона спокойно переносят сильный снегопад. Дороги остаются расчищенными, и команда обнаружила, что в течение многих дней самой большой проблемой было просто выбраться с подъездной дорожки дома, в котором они остановились. Однако как только трактор-снегоуборщик был запущен, у исследователей был точный выстрел.
"Мы кучка снежных фанатов", - сказал Стинбург. «Нам нравится смотреть, как идет такой снег. Это действительно невероятно. И наши друзья на Таг-Хилл позаботились о том, чтобы мы могли провести исследование».
Лучшие прогнозы
Включение соображений географии береговой линии в модели прогноза погоды может помочь предсказать, какие сообщества могут больше всего пострадать от снежных бурь, сказал Стинбург. Понимание влияния бризов, возникающих из-за формы берега, является ключом.
«Если мы хотим точно определить, где будет эффект озера, нам придется проделать очень хорошую работу по моделированию того, что происходит в этих прибрежных районах», - сказал он..