De poolfronttheorie werd ontwikkeld door Jacob Bjerknes op basis van een dicht netwerk van waarnemingspunten in Scandinavië tijdens de Eerste Wereldoorlog. Volgens deze theorie zou de belangrijkste instroom in een cycloon geconcentreerd zijn langs twee convergentielijnen, één vóór het laag en één achter het laag. De achterliggende convergentiezone werd aangeduid als de buienlijn of het koufront. Gebieden van wolken en neerslag leken zich te concentreren langs deze convergentiezone. Het concept van frontale zones leidde tot het concept van luchtmassa’s. De aard van de driedimensionale structuur van de cycloon werd geconceptualiseerd na de ontwikkeling van het hogere luchtnetwerk in de jaren 1940.
LevenscyclusEdit
Georganiseerde gebieden van onweersactiviteit versterken reeds bestaande frontale zones, en zij kunnen koude fronten voorbijstreven. Dit uitlopen gebeurt binnen de westelijke winden in een patroon waarbij de straal van het hogere niveau zich in twee stromen splitst. Het resulterende mesoschaal convectief systeem (MCS) vormt zich op het punt van de splitsing van het hogere niveau in het windpatroon in het gebied van de beste inflow van het lage niveau.
De convectie beweegt zich dan naar het oosten en naar de evenaar in de warme sector, parallel aan de dikte lijnen van het lage niveau. Wanneer de convectie sterk lineair of gebogen is, wordt het MCS een squall line genoemd, met het kenmerk geplaatst aan de voorrand van de significante windverschuiving en drukstijging. Dit kenmerk wordt vaak afgebeeld in het warme seizoen over de Verenigde Staten op oppervlakte-analyses, omdat ze binnen scherpe oppervlakte-troggen liggen.
Als squall lines zich boven dorre gebieden vormen, kan een stofstorm, bekend als een haboob, het gevolg zijn van de hoge winden in hun kielzog die stof van de woestijnbodem oppikken. Ruim achter rijpe buienlijnen kan zich aan de achterrand van het regenschild een zoglaag ontwikkelen, die tot een hitte-uitbarsting kan leiden als gevolg van de opwarming van de dalende luchtmassa die niet langer door regen wordt afgekoeld.
Voor de buienlijn kunnen kleinere cumulus- of stratocumuluswolken worden aangetroffen, samen met cirrus, en, soms, altocumulus of cirrocumulus. Deze wolken zijn het resultaat van vroegere cumulonimbus wolken die uiteengevallen zijn, of van een gebied van slechts kleine onstabiliteit voor de hoofd buienlijn.
Als supercellen en meercellige onweersbuien oplossen ten gevolge van een zwakke afschuifkracht of slechte liftmechanismen, (b.v. aanzienlijk terrein of gebrek aan opwarming overdag) kan het windvlagenfront dat ermee gepaard gaat de buienlijn zelf voorbijsnellen en het gebied van lage druk op synoptische schaal kan dan opvullen, wat leidt tot een verzwakking van het koufront; in wezen heeft de onweersbui zijn opwaartse krachten uitgeput en wordt hij puur een door downdraft gedomineerd systeem. De gebieden van verdwijnende squall line onweersbuien kunnen regio’s zijn van lage CAPE, lage vochtigheid, onvoldoende windschering, of slechte synoptische dynamiek (b.v. een upper level low filling) leidend tot frontolyse.
Van hieruit zal een algemeen dunner worden van een squall line optreden: met afnemende winden in de tijd, outflow boundaries die updrafts aanzienlijk verzwakken en wolken die hun dikte verliezen.
KenmerkenEdit
UpdraftsEdit
Het voorste gebied van een squall line bestaat voornamelijk uit meerdere updrafts, of enkelvoudige regio’s van een updraft, stijgend van grondniveau tot de hoogste extensies van de troposfeer, condenserend water en opbouwend een donkere, onheilspellende wolk tot één met een merkbare overshooting top en aambeeld (dank zij synoptische schaalwinden). Vanwege het chaotische karakter van op- en neerwaartse winden zijn drukverstoringen belangrijk.
DrukverstoringenEdit
Drukverstoringen rond onweersbuien zijn opmerkelijk. Met een snelle opwaartse en neerwaartse buoyancy in de onderste en middelste lagen van een volwassen onweersbui, ontstaan verschillende mesocentra van druk. Aangezien onweersbuien zich organiseren in buienlijnen, wordt het noordelijke uiteinde van de buienlijn gewoonlijk het cyclonale uiteinde genoemd, terwijl de zuidelijke kant anticyclonaal draait (op het noordelijk halfrond). Vanwege de corioliskracht kan het noordelijke uiteinde verder evolueren, waardoor een “kommavormig” zog laag ontstaat, of kan doorgaan in een squall-achtig patroon. De updraft voor de lijn creëert ook een mesolow terwijl de downdraft net achter de lijn een mesohigh zal produceren.
Wind shearEdit
Wind shear is een belangrijk aspect van een squall line. In lage tot gemiddelde shear omgevingen, zullen volwassen onweersbuien bescheiden hoeveelheden downdrafts bijdragen, genoeg om te helpen een leading edge lift mechanisme te creëren – het gust front. In omgevingen met hoge afschuiving, veroorzaakt door tegengestelde low level jet winden en synoptische winden, kunnen updrafts en de daaruit voortvloeiende downdrafts veel intenser zijn (gebruikelijk in supercell mesocyclonen). De koude lucht uitstroom verlaat het achterliggende gebied van de squall line naar de mid-level jet, die helpt bij downdraft processen.
Severe weather indicatorsEdit
Severe squall lines buigen meestal uit als gevolg van de vorming van een sterkere mesoscale hogedruksysteem (een mesohigh) binnen het convectieve gebied als gevolg van een sterke dalende beweging achter de squall line, en kan komen in de vorm van een downburst. Het drukverschil tussen het mesoschaal hoog en de lagere druk voor de squall line veroorzaakt hoge winden, die het sterkst zijn waar de lijn het meest uitgebogen is.
Een andere indicatie van de aanwezigheid van zwaar weer langs een squall line is de morfose ervan in een line echo wave pattern, of LEWP. Een LEWP is een speciale configuratie in een lijn van convectieve stormen die de aanwezigheid van een lagedrukgebied en de mogelijkheid van verwoestende winden, grote hagel, en tornado’s aanduidt. Bij elke knik in de LEWP bevindt zich een mesoschaal lagedrukgebied, waarin zich een tornado zou kunnen bevinden. Als reactie op zeer sterke uitstroming ten zuidwesten van het mesoschaal laag, bolt een deel van de lijn naar buiten en vormt een bogecho. Achter deze uitstulping ligt het mesoschaal hogedrukgebied.
Afbeelding op kaartenEdit
Squall lines worden op oppervlakteanalyses van de National Weather Service afgebeeld als een afwisselend patroon van twee rode stippen en een streepje met het label “SQLN” of “SQUALL LINE”.