Concentrazione di aerosol di polvere (contorni con intervallo di 20000 kg/m 2 ) causato dal ciclone mongolo e dal suo corrispondente valore standardizzato del canale rosso Himawari-8 (ombreggiatura; colorazione rossa indica polvere). Credito:Cholaw Bueh
Dal 13 al 16 marzo 2021, una tempesta di polvere estremamente forte ha colpito successivamente la Mongolia e la Cina settentrionale, provocando la scomparsa di 590 pastori e la morte di 16 persone in Mongolia. Quando la tempesta di sabbia ha raggiunto la Mongolia Interna centrale la mattina presto del 15 marzo, la velocità delle raffiche ha raggiunto i 40 m s −1 , che equivale all'intensità di un tifone di grado 12. Quando è arrivato nella regione Pechino-Tianjin-Hebei la mattina del 15 marzo, la visibilità è diminuita drasticamente e la concentrazione di particolato grossolano nell'aria sopra Pechino ha raggiunto un massimo di 9000 μg m −3 localmente. La ricerca mostra che condizioni meteorologiche estreme come queste tempeste di polvere sono causate dalla rapida intensificazione e dal movimento verso est di un ciclone mongolo.
I cicloni mongoli vengono spesso generati sull'altopiano mongolo in primavera, ma è estremamente raro che un ciclone mongolo si trasformi in un ciclone super potente con intensità di tifone. La topografia dell'altopiano mongolo da sola non è la ragione principale per cui un ciclone mongolo si trasforma in un superciclone, perché il terreno rimane invariato, ma l'intensità dei cicloni mongoli varia da caso a caso. Il riscaldamento diabatico è il meccanismo principale per i cicloni esplosivi nelle aree marine, ma questo non è ovviamente il motivo di un'intensificazione estrema del ciclone mongolo.
Di recente, un gruppo di ricerca dell'Istituto di fisica dell'atmosfera, Accademia cinese delle scienze, ha rivelato il processo di sviluppo e i fattori che contribuiscono a questo potente caso di ciclone mongolo nel 2021, dal punto di vista dell'energia parassita ad alta frequenza. I risultati sono stati pubblicati in Atmospheric and Oceanic Science Letters .
"Se il disturbo troposferico superiore a monte che ha innescato il ciclone mongolo fosse già stato sufficientemente forte quando si è avvicinato all'altopiano mongolo, l'effetto combinato della topografia dell'altopiano mongolo e il trasferimento verso il basso di energia cinetica parassita sarebbe stato favorevole al verificarsi di un forte ciclone mongolo nella troposfera inferiore", spiega il prof. Cholaw Bueh, il primo e corrispondente autore dell'articolo.
"E se lo stato anomalo della circolazione su scala interannuale può anche fornire uno sfondo più favorevole in questo momento in termini di energia potenziale disponibile, la perturbazione ad alta frequenza otterrà più energia potenziale parassita disponibile dall'energia potenziale disponibile media nel tempo tale che il ciclone mongolo si trasformerà in un ciclone ancora più forte."
Il team ha confermato questo punto di vista dal punto di vista del budget energetico parassita. Il trasferimento verso il basso dell'energia cinetica parassita a 850 hPa ha svolto un ruolo chiave nella fase di rafforzamento e maturazione del ciclone mongolo. Questo meccanismo è stato principalmente contribuito dal processo di affondamento dell'aria fredda dietro il fronte freddo. Una volta che il ciclone ha iniziato a svilupparsi rapidamente, il meccanismo dell'onda del ciclone frontale è diventato molto importante. In questo momento, il modello di anomalia della temperatura interannuale di "freddo al nord e caldo al sud" ha fornito una condizione altamente favorevole per il disturbo ad alta frequenza per ottenere l'energia potenziale disponibile parassita dall'energia potenziale disponibile media nel tempo.
"Diventare un ciclone mongolo super potente richiede anche una condizione favorevole di circolazione di fondo a bassa frequenza", aggiunge il dott. Zuowei Xie, coautore dell'articolo. Per verificare l'ipotesi di cui sopra, il team ha derivato una versione semplificata dell'equazione del bilancio dell'energia parassita ad alta frequenza. Il termine di interazione tra vortici di alta e bassa frequenza nell'equazione riflette il ruolo della circolazione di fondo a bassa frequenza.
"Durante un intenso sviluppo del ciclone mongolo, il vortice ad alta frequenza trae energia anche dall'energia potenziale disponibile a bassa frequenza e si rafforza ulteriormente. Anche l'interazione tra onde ad alta e bassa frequenza è molto importante per l'intensificazione del ciclone mongolo ciclone", spiega il dottor Anran Zhuge, un altro coautore del documento. Il loro lavoro mostra che il modello di anomalia della temperatura a bassa frequenza di "freddo nel nord-ovest e caldo nel sud-est" è davvero altamente favorevole alla conversione dell'energia potenziale disponibile del vortice ad alta frequenza dall'energia potenziale disponibile del vortice a bassa frequenza.
Come è stato notato, lo sviluppo del ciclone mongolo in un ciclone super potente richiede varie condizioni favorevoli, tra cui l'intensità del disturbo meteorologico stesso sull'altopiano mongolo, l'interazione tra il disturbo e la topografia, la circolazione di fondo a bassa frequenza , e lo sfondo della circolazione anomala interannuale.
"Il ruolo sottile della topografia dell'altopiano mongolo non è stato ancora chiaramente rivelato. I contributi della topografia al processo di trasferimento verso il basso dell'energia cinetica parassita e all'amplificazione della conversione dell'energia potenziale parassita disponibile dalla sua controparte di sfondo devono ancora essere ulteriormente rivelati ”, conclude il Prof. Cholaw Bueh. + Esplora ulteriormente
