Formacja szarawy: Mur z chłodnego powietrza

Ciężarowa strumieniówka, nie tylko wiatr

Haboob to nie proste silne powietrze rozrzucające puch. Zaczyna się, gdy opad dowolny z burzy — chłodny, zimną deszczem odcień i dlatego cięższy od ciepłego powietrza wokół niego — trafia na ziemię i ma gdzie indziej do idą tylko boki. Ta rozpraszona płyta chłodnego powietrza jest strumieniówką ciężkości, tak jak fizyka reguluje podwodne ruchy turbidności czy spadające wodne plamy przez ciepłą jeziora, tylko że biegnie po ziemi zamiast przechodząc przez wodę. Granica przedniego tego strumienia jest frontem sztormowym, a to właśnie front sztormowy, a nie sam sztorm, tworzy ścianę puchu.

Fizyka przepływu gęstościowego

Granica frontu przepływu gęstościowego porusza się z prędkością zależną od nadmiaru gęstości i głębokości — relacja ta jest taka sama jak dla falgi zimnego powietrza rozprzestrzeniającej się na ciepłym terenie:

U = k * sqrt(g' * H) g' = g * (Δρ / ρ) grawitacyjna gęstość — o ile bardziej gęste jest przepływ H = głębokość frontu zimnego powietrza k ≈ 0,7-1,0 stała empiryczna Froude'a Szeroka różnica temperatur między opadającym powietrzem a otoczącym powietrzem (większy Δρ) lub głębszy przepływ przyspiesza front — granice opadów z silnych burz mogą poruszać się o prędkościach 15-20 m/s, co jest znacząco wyższe niż to, czego obserwator może się spodziewać od burzy, która nawet nie pada w miejscu, gdzie stoi.

U = k * sqrt(g' * H)

g' = g * (Δρ / ρ)     reduced gravity — how much denser the outflow is
H  = depth of the cold-air current
k  ≈ 0.7-1.0          empirical Froude-number constant

Ponosienie pyłu: granica prędkości trąciowej

Pył na powierzchni tylko zaczyna się podawać, gdy siła stresu powierzchunalnego wiatru przekracza pewną granicę prędkości trąciowej zależną od wielkości grzywny i twardności gleby — relację tę pierwszy systematycznie opisał Ralph Bagnold w latach czterdziestych. Poniżej tej granicy nic się nie porusza, nawet jeśli wiatr trwa długo; powyżej niej grzywne zaczynają pogoń na powierzchni (saltacja), a ich uderzenia podnoszą mniejsze cząsteczki do zawiesiny, które są one rzeczywiście widoczny pyłem. Przeciętny wiatr niewiele osiąga tej granicy; stres skoncentrowany prawostronnie na początku frontu gwałtownego regularnie przekracza ją.

Wysoka murawa: tlenek turbulencji na wiodącym krawędzi

Dramatyczna, prawie pionowa murawa związana z haboobem pochodzi z struktury turbulentnej przepustnika gwałtownego wiatru — podnieconej i pędzącej w górę krawędzi wiodącej, której kształt powstaje dzięki instytucjom Kelvin-Helmholtza. Tam, gdzie szybko poruszający się zimny wyrostek outflowu przecina wolniejszy powietrze nad nim, powstają tlenki. To pędzące ruchem kontynuum ciągle wprowadza świeżo podniesiony pył w górę do ogromnej cortiny, która może osiągnąć wysokość kilometry lub więcej, zamiast pozostawać jako cienka warstwa blisko ziemi jak powszechnie rozsiany pył. Widoczność wewnątrz murawy może spadnąć do kilkudziesięciu metrów w ciągu sekundy, gdy przechodzi przez miejsce.

Cykl życia i dlaczego przewidzenie jest trudne

Haboob zazwyczaj trwa 10 do 30 minut w danym miejscu i może rozprzestrzenić się kilkaset kilometrów od burzy, która go wygenerowała, często przechodząc całkiem poza pucharki deszczowe rodzicowej burzy — co wyjaśnia, dlaczego haboob może dotrzeć do czystego popołudnia. Ponieważ zrodził się ze sudden, lokalnej konieczności spadku convective downdraftów, a nie z szeroko skalnego, wolno ewoluującego wzoru pogodowego, jego dokładny czas i ścieżka są trudne do przewidzenia dłużej niż godzinę lub dwie — radar terenowy oparty na teraźniejszości jest głównym narzędziem praktycznym.

Gdzie zjawiska te powstają i dlaczego

Składnikami są proste: suche, swobodnie się poruszające, miękkie szturchy na powierzchni (więc jest tam tkanina pyłu gotowa do podnoszenia) oraz konwective burze chmurne z silnymi, zimnymi opadającymi (więc jest tam prąd grawitacyjny gotowy do podnoszenia). Ta kombinacja jest czuła na Saharze i Sahelu, półpustynnej Arabii Północnej — nazwa „haboob” pochodzi z sąduński arabskiego — oraz w pustynnych Zachodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie miasto Phoenix, Arizyaska, obserwuje kilka dramatycznych haboobów większość lat podczas swojej sezonalnej wilgotności.

Często zadawane pytania