Tung snö kan ofta skapa en lugn miljö. En salig tystnad kan utvecklas när snöflingor draperar landskapet under en filt av vitt. Men ibland kan en himmelsvid blixt störa detta lugn med en öronbedövande krasch. Det ljudet kan eka, kort, som skott. Marken kan till och med rysa.
Det här är åsksnö.
För att inträffa måste omständigheterna vara exceptionella. Och om det inte inträffar nästan direkt ovanför, kanske du aldrig vet det. Anledningen: Snö fungerar som en ljuddämpare, dämpar åskan och begränsar ljudets förmåga att studsa och spridas.
Ändå verkar åsksnö bli lite mindre sällsynt.
Till exempel drabbade en enorm snöstorm den 7 mars norra påsk de nordöstra staterna och New England tidigare denna vecka. Och det åtföljdes av många åska. En bult träffade till och med New Yorks högsta byggnad, den nya 104 våningar höga World Trade Center-byggnaden.
Två månader tidigare kom en annan epidemi av åsksnö i New Englands himmel. Den anlände strax efter gryningen den 4 januari 2018. Den morgonen drabbade en storm av mer än 30 blixtar ett annars lugnt skogsområde i Montville, Connecticut. De inträffade längs ett smalt band på den nordvästra sidan av landsbygdssjön Konomoc.
Blixtavbildning är korrekt till inom några hundra meter (upp till 1 000 fot). Så det är omöjligt att bekräfta med bara dessa uppgifter vad som slogs. Men det finns två radio- och tv-sändningstorn i närliggande Oakdale som svävar cirka 316 och 367 meter (1 037 och 1 204 fot) upp i himlen. Ett limousineföretag – Liberty Limited – ligger precis bredvid fastigheten där dessa torn sitter. Angela Ried jobbar för det limoföretaget. Och hon bekräftar att tornen slogs den dagen.
De “blev träffade minst fyra eller fem gånger”, minns hon. “Det var ganska högt.” Även om hon genast visste att det var blixt, blev hon förvånad över att höra det på vintern. “Jag har jobbat här sedan 93”, konstaterar hon, “och det här är första gången jag någonsin har sett åska och blixtar under en snöstorm.”
Hennes minne matchar blixtrapporter som loggats av National Weather Service.
Thundersnow flyttade också in i Needham, Mass. Lightning registrerades på platser nära WCVB-TV-sändningstornen. Dessa strukturer reser sig cirka 395 meter (1 300 fot) upp i luften. De utlöste också ett dussin blixtnedslag.
I närliggande Boston blev bara en byggnad påkörd. Det var Prudential Tower, en 52-vånings skyskrapa med en takspira som toppar 276 meter (906 fot). Masten sänder signaler för flera radiostationer. “Jag hörde det,” sa Owen Anastas från Boston. Denna speciella strejk, noterar han, “hände runt 11:30 under en otrolig snö.”
Stormen dumpade en fot (en tredjedel meter) eller mer snö över ett brett sträng. Och uppskattningsvis nio av var tionde blixtnedslag i den stormen träffade konstgjorda strukturer som var mer än 250 meter (820 fot) höga. Det väcker frågan: Spelar mänskliga strukturer någon roll för att främja åsksnö?
Vad gör åsksnö?
Åska bildas vanligtvis när varm luft nära marken stiger (eftersom den är mindre tät än närliggande massor av kall luft). Det är samma anledning till att en luftballong skjuter i höjden. Och dessa förhållanden är anledningen till att de flesta boomers föds under vår- och sommarmånaderna.
Klätterluften kommer att stiga flera kilometer (miles) upp, till en höjd där temperaturen är under fryspunkten. Detta kan utlösa ett fenomen som kallas triboelektrifiering (Try-bo-ee-lek-trih-fih-KAY-shun). Detta ord beskriver friktion mellan luftpartiklar som orsakar separation av elektrisk laddning. Det är ungefär som att gnugga en ballong mot tyg så att den separerade laddningen nu gör att ballongen tillfälligt kan “fastna” på väggen.
Luften i åskvädret är mycket turbulent. Detta gör att iskristaller stöter mot varandra. Genom denna process kan de få eller förlora elektroner. Iskristaller förlorar elektroner och lämnar dem positivt laddade. Vätare nederbörd får elektroner, vilket gör den negativt laddad. När avgifterna byggs upp tillräckligt — ZAP! En elektrisk gnista, eller blixt, hoppar mellan de två regionerna för att balansera ut laddningen.
Att få till detta på vintern är dock en utmaning. På sommaren stiger luftfickor vertikalt för att producera åskväder. Det händer inte riktigt på vintern. Stormar med kallt väder utvecklas olika.
Två motstridiga krafter utkämpar en strid som skickar luft på en “sned” väg högt upp i himlen. Det betyder att luften inte stiger rakt upp och ner, som i de flesta åskväder. Åsksnöstormar bildas inte heller vanligtvis på den varma sidan av stora, spiralformade cykloner, som åskväder vanligtvis gör. Istället utvecklas de på en konstig plats – den kallare baksidan av stormsystemet.
Eftersom stora stormsystem ofta ser ut som kommatecken, kallas det aggressiva bakslaget “kommahuvudet”. Det är här kall luft sveper sig in från norr.
Snöstormar kan bli mycket blåsigt. Detta kommer att hända eftersom det lägsta lufttrycket kommer att inträffa i mitten av stormen. Den efterliknar ett vakuum och drar in luft från omgivningen. Luft spiralerar in i mitten av stormsystem som vatten som virvlar ner i ett avlopp.
Eller så är det som vanligtvis händer.
Men stormen i januari 2018 kastade en meteorologisk kurvboll. Den förde med sig en extremt stark temperatur gradient. Över havsvattnet utanför Cape Cod, Massachusetts, steg lufttemperaturerna till nära 13° Celsius (55,4° Fahrenheit). Bara 330 kilometer (205 miles) västerut, över land i Connecticut, var det 18 grader C (23 grader F) kallare.
Den extrema temperaturkontrasten över ett så smalt område genererade en termisk vind. Det är då luft strömmar från varma till kalla områden.
Eftersom kall luft är tätare; den sjunker till marken. Varm luft från havet dras in för att ersätta den. Den kalla luften som omsluter ytan underskrider den inträngande varma luften. Så den varma luften skvalpar nu upp den kalla “ytan” av luft.
Den varma luften fortsätter att klättra upp i atmosfären eftersom den har så mycket momentum. Det är som att rulla en boll upp en rutschkana. Här är rutschbanan ytan av kall luft. Och den varma luften är den där bollen som rullar uppför den ytan. Normalt skulle luften inte ta denna väg. Det är som att bowla bollen uppför rutschkanan, mot tyngdkraften.
Det är också ganska ovanligt, vilket gör det svårt att förutse. Det är mycket lättare att förutsäga de förhållanden som tenderar att vara förknippade med det, som smala band av tung snö.
Att ta reda på om, när och var blixten slår ner i en snöstorm är en annan historia.
National Lightning Detection Network är en kommersiell uppsättning antenner över hela USA. Den övervakar blixtnedslag 24/7, året runt. Men detta nätverks antenner kommer att sakna bultar som blinkar i moln. Det är därför National Weather Service förlitar sig på offentliga rapporter om åska eller blixtar för att spåra det mesta åsksnöet.
Vid sällsynta tillfällen, som inträffade tidigare i vinter, kan bultar slå i marken. Och när de gör det kan dessa vara lika farliga som strejker under en sommarstorm. De kan orsaka skada, skada – till och med dödsfall. En bult under en snöstorm den 9 februari 2017 orsakade en husbrand i Warwick, RI. Bulten knäppte också ett närliggande träd och sprängde en del av dess stam i väggen i det hemmet,
Länken till mänskliga aktiviteter Så vad händer? Två japanska forskare hade några insikter för 24 år sedan som de beskrev i Journal of Geophysical Research. Deras tidning granskade årtionden av vinterblixtar utanför Japans norra kust. Paret använde radardata och mätningar från instrument som användes för att mäta elektrisk aktivitet. Från dessa uppgifter framkom ledtrådar. Det visade sig att ett nyckelbyte äger rum när lågtoppade vinteråskmoln mognar. Tänk på molnet som en tårta i tre lager, där varje lager har olika elektrisk laddning. För grunda, lågtoppade vinteråskmoln är laddningarna i dessa lager positivt-negativa-positiva. Den lägre positiva laddningen kan uppträda vid temperaturer från 0 till -9° Celsius.
Och där det nedre lagret har en netto positiv elektrisk laddning, är det lagret “uppenbarligen kapabelt att initiera jordblixtar”, noterade tidningen.
Så varför kastade 2018 års stormmoln i New England nästan uteslutande sina blixtar mot höga torn?
Det är möjligt att dessa torn utlöste blixten genom att peta in i undersidan av moln. Genom att göra det tar de på sig denna lägre positiva laddning. De kan nu tända en bult mellan det nu positiva tornet och den negativa laddningen i mitten av molnet ovanför.
Men bara det borde inte vara tillräckligt för att generera en bult. När allt kommer omkring är de elektriska fälten i snöstormar betydligt mindre än de i sommarens åskmoln.
Dessa fält kan dock förbättras lokalt med spetsiga objekt. Dessa punkter kan fokusera en laddning, vilket ökar den 10 gånger. Och det kan räcka för att överskrida nivån som krävs för att en elektrisk laddning – eller gnista – ska hoppa genom luften. När detta händer kan den gnistan utlösa en snabb kedjereaktion.
Med det föds en blixt.
Vindarnas roll — kraftiga vindar
Men det finns en hake. Naturen motstår laddningar som hoppar genom luften. Så när en laddning byggs upp på något föremål, tenderar luften att skapa en lokal region runt den som har motsatt elektrisk laddning. Detta är känt som en “rymdladdning.”
Leave a Reply