ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Charlton_shelf_cloud.jpg|direita|miniaturadaimagem|Uma nuvem de prateleira, como esta, pode ser um sinal de que uma tempestade é iminente. Um sistema convectivo de mesoescala (MCS) é um complexo de trovoadas que se organiza em uma escala maior do que as tempestades individuais, mas menor do que os ciclones extratropicais, e normalmente persiste por várias horas ou mais. O padrão geral de nuvens e precipitação de um sistema convectivo de mesoescala pode ser redondo ou linear e inclui sistemas meteorológicos como ciclones tropicais, linhas de instabilidade, eventos de neve com efeito de lago, baixas polares e complexos convectivos de mesoescala (MCCs), e geralmente se forma próximo a frentes de ar. O tipo que se forma durante a estação quente sobre a terra foi observado nas Américas do Norte e do Sul, na Europa e na Ásia, com um máximo de atividade observado no final da tarde e à noite.
As formas de MCS que se desenvolvem nos trópicos usam a Zona de Convergência Intertropical ou os cavados de monção como foco para seu desenvolvimento, geralmente na estação quente entre a primavera e o outono. Uma exceção são as faixas de , que se formam devido à movimentação de ar frio sobre corpos d'água relativamente quentes e ocorrem do outono à primavera. As baixas polares são uma segunda classe especial de MCS que se formam em altas latitudes durante a estação fria. Quando o MCS pai morre, o desenvolvimento posterior de trovoadas pode ocorrer em conexão com seu vórtice convectivo de mesoescala remanescente (MCV). Os sistemas convectivos de mesoescala são importantes para a climatologia da precipitação dos Estados Unidos sobre as Grandes Planícies, pois trazem à região cerca de metade da precipitação anual da estação quente.
Definição Os sistemas convectivos de mesoescala são regiões de trovoadas que podem ter formato redondo ou linear, com cerca de 100 quilômetros ou mais de diâmetro em uma direção, mas menores que os ciclones extratropicais, e incluem sistemas como ciclones tropicais, linhas de instabilidade e complexos convectivos de mesoescala (MCCs), entre outros. MCS é um termo mais generalizado que inclui sistemas que não satisfazem os critérios mais rigorosos de tamanho, forma ou duração de um MCC. Eles tendem a se formar perto de frentes de ar e se deslocam para áreas de difluência de espessura de 1.000 a 5.000 mb, que são áreas onde o gradiente de temperatura de nível baixo a médio se amplia, o que geralmente direciona os aglomerados de trovoadas para o setor quente dos ciclones extratropicais ou para o equador das frentes quentes. Eles também podem se formar ao longo de qualquer zona de convergência nos trópicos. Um estudo recente descobriu que elas tendem a se formar quando a temperatura da superfície varia mais de 5 graus entre o dia e a noite. Sua formação foi observada em todo o mundo, desde a no extremo leste até os trópicos profundos.
Tipos de tempestades e níveis de organização
ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:CAPE_vs_SHEAR.svg|direita|miniaturadaimagem|Condições favoráveis para tipos e complexos de tempestades. Há quatro tipos principais de tempestades: unicelular, multicelular, linha de instabilidade e supercélula. O tipo que se forma depende da instabilidade e das condições do vento relativo em diferentes camadas da atmosfera (“cisalhamento do vento”). As tempestades unicelulares se formam em ambientes de baixo cisalhamento vertical do vento e duram apenas de 20 a 30 minutos. Tempestades organizadas e aglomerados/linhas de tempestades podem ter ciclos de vida mais longos, pois se formam em ambientes com umidade suficiente, cisalhamento vertical significativo do vento (normalmente maior que 13 m/s nos 6 quilômetros mais baixos da troposfera),Markowski, Paul e Yvette Richardson. Mesoscale Meteorology in Midlatitudes. John Wiley & Sons, Ltd., 2010. pp. 209. o que ajuda no desenvolvimento de correntes de ar ascendentes mais fortes, bem como em várias formas de clima severo. A supercélula é a mais forte das tempestades, mais comumente associada a granizo grande, ventos fortes e formação de tornados.
Valores de água precipitável superiores a 31,8 milímetros favorecem o desenvolvimento de complexos de tempestades organizadas.Maddox, R.A., C.F. Chappell, e L.R. Hoxit, (1979). Synoptic and meso-α scale aspects of flash flood events. Bull. Amer. Meteor. Soc., 60, 115-123. Aquelas com chuvas fortes normalmente têm valores de água precipitável superiores a 36,9 milímetros.Schnetzler, Amy Eliza. Analysis of Twenty-Five Years of Heavy Rainfall Events in the Texas Hill Country. University of Missouri-Columbia, 2008. pp. 74. Valores de CAPE a montante superiores a 800 J/kg geralmente são necessários para o desenvolvimento de convecção organizada.Markowski, Paul e Yvette Richardson. Mesoscale Meteorology in Midlatitudes. John Wiley & Sons, Ltd., 2010. pp. 215, 310.
Tipos
Complexo convectivo de mesoescala Um complexo convectivo de mesoescala (MCC) é um tipo único de sistema convectivo de mesoescala definido por características observadas em imagens de satélite infravermelho. Sua área de topos de nuvens frias excede 100.000 quilômetros quadrados com temperatura menor ou igual a -32 °C; e uma área de topos de nuvens de 50.000 quilômetros quadrados com temperatura menor ou igual a -52 °C. As definições de tamanho devem ser atendidas por seis horas ou mais. Sua extensão máxima é definida como quando o escudo de nuvens ou a formação geral de nuvens atinge sua área máxima. Sua excentricidade (eixo menor/eixo maior) é maior ou igual a 0,7 na extensão máxima, portanto, são relativamente redondas. Elas têm vida longa, tendem a se formar durante a noite, e geralmente contêm chuvas fortes, vento, granizo, raios e possivelmente tornados.
Linha de instabilidade
ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Pehrcn07212003.gif|direita|miniaturadaimagem|250x250px|Um vórtice convectivo de mesoescala sobre a Pensilvânia com uma linha de instabilidade à direita. Uma linha de instabilidade é uma linha alongada de tempestades severas que pode se formar ao longo e/ou à frente de uma frente fria. No início do século XX, o termo era usado como sinônimo de frente fria. A linha de instabilidade contém precipitação pesada, granizo, raios frequentes, ventos fortes em linha reta e, possivelmente, tornados e trombas d'água. O clima severo, na forma de ventos fortes em linha reta, pode ser esperado em áreas onde a própria linha de instabilidade tem a forma de um , dentro da parte da linha que se curva mais. Os tornados podem ser encontrados ao longo de ondas dentro de um padrão de onda de eco de linha, ou LEWP, onde áreas de baixa pressão de mesoescala estão presentes. Alguns ecos de arco que se desenvolvem na temporada de verão são conhecidos como derechos e se movem muito rapidamente por grandes seções do território. Na borda posterior do escudo de chuva associado a linhas de instabilidade, pode se formar uma baixa de esteira, que é uma área de baixa pressão de mesoescala que se forma atrás do sistema de alta pressão de mesoescala normalmente presente sob o escudo de chuva, que às vezes está associado a uma explosão de calor. Outro termo que pode ser usado em associação com linhas de instabilidade e ecos de arco é sistemas convectivos quase lineares (QLCSs).
Ciclone tropical
ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Cyclone_Catarina_from_the_ISS_on_March_26_2004.JPG|esquerda|miniaturadaimagem|250x250px|O Ciclone Catarina, um raro ciclone tropical do Atlântico Sul, visto da Estação Espacial Internacional em 26 de março de 2004. Um ciclone tropical é um sistema de tempestade bastante simétrico caracterizado por um centro de baixa pressão e várias trovoadas que produzem ventos fortes e chuvas torrenciais. Um ciclone tropical se alimenta do calor liberado quando o ar úmido sobe, resultando na condensação do vapor de água contido no ar úmido. Ele é alimentado por um mecanismo de calor diferente de outras tempestades de vento ciclônicas, como nor'easters, tempestades de vento europeias e baixas polares, o que leva à sua classificação como sistemas de tempestades de “núcleo quente”.
O termo “tropical” se refere tanto à origem geográfica desses sistemas, que se formam com frequência em regiões tropicais do globo, quanto à sua formação em massas de ar Tropical Marítimo. O termo “ciclone” refere-se à natureza ciclônica dessas tempestades, com rotação no sentido anti-horário no Hemisfério Norte e no sentido horário no Hemisfério Sul. Dependendo de sua localização e força, os ciclones tropicais são chamados de outros nomes, como furacão, tufão, tempestade tropical, tempestade ciclônica, depressão tropical ou simplesmente ciclone. De modo geral, um ciclone tropical é chamado de furacão (do nome da antiga divindade centro-americana do vento, Huracán) nos oceanos Atlântico e Pacífico oriental, de tufão no noroeste do Oceano Pacífico e de ciclone no Hemisfério Sul e no Oceano Índico.
Os ciclones tropicais podem produzir ventos extremamente fortes e chuvas torrenciais, bem como ondas altas e marés de tempestade. Eles se desenvolvem sobre grandes massas de água quente, e perdem sua força se passarem por terra. Essa é a razão pela qual as regiões costeiras podem sofrer danos significativos de um ciclone tropical, enquanto as regiões do interior estão relativamente a salvo dos ventos fortes. As chuvas fortes, no entanto, podem causar inundações significativas no interior, e as marés de tempestade podem produzir inundações costeiras extensas a até 40 quilômetros do litoral. Embora seus efeitos sobre as populações humanas possam ser devastadores, os ciclones tropicais também podem aliviar as condições de seca. Eles também levam calor e energia para longe dos trópicos e os transportam para latitudes temperadas, o que os torna uma parte importante do mecanismo de circulação atmosférica global. Como resultado, os ciclones tropicais ajudam a manter o equilíbrio na troposfera da Terra.
Muitos ciclones tropicais se desenvolvem quando as condições atmosféricas em torno de um distúrbio fraco na atmosfera são favoráveis. Outros se formam quando outros tipos de ciclones adquirem características tropicais. Os sistemas tropicais são então movidos por ventos de direção na troposfera; se as condições permanecerem favoráveis, o distúrbio tropical se intensifica e pode até desenvolver um olho. No outro extremo do espectro, se as condições ao redor do sistema se deteriorarem ou se o ciclone tropical chegar à terra firme, o sistema se enfraquece e acaba se dissipando. Um ciclone tropical pode se tornar extratropical à medida que se move em direção a latitudes mais altas se sua fonte de energia mudar do calor liberado pela condensação para as diferenças de temperatura entre as massas de ar; do ponto de vista operacional, geralmente não se considera que um ciclone tropical se torne um ciclone subtropical durante sua transição extratropical.
Neve com efeito de lago ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:October_12-13_radarloop_kbuf.gif|miniaturadaimagem|250x250px|Precipitação de efeito de lago saindo do Lago Erie, conforme visto pelo radar NEXRAD, 12-13 de outubro de 2006.