メソスケール対流系

中規模対流複合体 (MCC) は、赤外線衛星画像で観測される特徴によって定義される独特な中規模対流システムです。その冷たい雲頂の面積は100,000 平方キロメートル (39,000 mi ² )を超え、温度は-32 °C (-26 °F)以下です。また、雲頂の面積は50,000 平方キロメートル (19,000 mi ² )で、温度は-52 °C (-62 °F)以下です。サイズ定義は 6 時間以上満たされる必要があります。その最大範囲は、雲の盾、つまり全体の雲の形成^{[ 9 ]}が最大面積に達したときと定義されます。その離心率(短軸/長軸) は最大範囲で 0.7 以上であるため、かなり丸い形をしています。それらは長寿命で、夜間に形成される傾向があり、大雨、風、雹、雷、そして場合によっては竜巻を伴うことが多い。^{[ 10 ]}      

スコールラインは、寒冷前線に沿って、または寒冷前線の前方に形成される、細長い激しい雷雨の列です。^{[ 11 ] [ 12 ]} 20世紀初頭には、この用語は寒冷前線の同義語として使用されていました。^{[ 13 ]} スコールラインには、激しい降水、雹、頻繁な落雷、強い直線風、そして場合によっては竜巻や水上竜巻が含まれます。^{[ 14 ]}スコールライン自体が弓形エコーの形をしている地域、特にラインの中で最も弓状に湾曲している部分では、強い直線風の形で激しい天候が予想されます。 ^{[ 15 ]}竜巻は、中規模低気圧域が存在するラインエコー波パターン（LEWP）内の波に沿って発生することがあります。 ^{[ 16 ]} 夏季に発生する弓形エコーの中にはデレチョと呼ばれるものがあり、広範囲をかなり速く移動します。^{[ 17 ]} 成熟したスコールラインに関連する雨雲の後縁には、ウェイクローと呼ばれる中規模低気圧域が形成されることがあります。これは、通常雨雲の下に存在する中規模高気圧システムの背後に形成される中規模低気圧域で、熱波を伴うことがあります。^{[ 18 ]}スコールラインと弓形エコーに関連して使用される別の用語は、準線形対流系 (QLCS)です。^{[ 19 ]}

熱帯低気圧は、低気圧の中心と多数の雷雨を特徴とする、かなり対称的な嵐のシステムであり、強風と豪雨をもたらします。熱帯低気圧は、湿った空気が上昇する際に放出される熱をエネルギー源としており、その結果、湿った空気に含まれる水蒸気が凝結します。熱帯低気圧は、北東風、ヨーロッパの暴風雨、極低気圧などの他のサイクロン性暴風雨とは異なる熱メカニズムによってエネルギーを得ており、そのため「暖気核」嵐システムに分類されます。^{[ 20 ]}

「熱帯」という用語は、これらのシステムの地理的起源（地球上の熱帯地域でよく発生する）と、海洋性熱帯気団での発生の両方を指します。「サイクロン」という用語は、そのような嵐のサイクロン性を指し、北半球では反時計回り、南半球では時計回りに回転します。熱帯サイクロンは、その場所と強さに応じて、ハリケーン、台風、熱帯暴風雨、サイクロン性暴風雨、熱帯低気圧、または単にサイクロンなど、他の名前で呼ばれます。一般的に、熱帯サイクロンは、大西洋と東太平洋ではハリケーン（古代中央アメリカの風の神、 Huracanの名前から）、北西太平洋では台風、南半球とインド洋ではサイクロンと呼ばれます。^{[ 21 ]}

熱帯低気圧は、非常に強い風や豪雨、高波、破壊的な高潮を引き起こす可能性があります。^{[ 22 ]}これらは大きな暖かい水域で発生し、^{[ 23 ]}陸地に移動すると勢力を失います。^{[ 24 ]}このため、沿岸地域は熱帯低気圧から大きな被害を受ける可能性がありますが、内陸地域は強風から比較的安全です。しかし、豪雨は内陸で大きな洪水を引き起こす可能性があり、高潮は海岸線から最大40キロメートル（25マイル）離れた沿岸地域に広範囲の洪水を引き起こす可能性があります。熱帯低気圧は人間に壊滅的な影響を与える可能性がありますが、干ばつ状態を緩和することもあります。^{[ 25 ]}また、熱帯から熱とエネルギーを運び去り、温帯緯度に輸送するため、地球規模の大気循環メカニズムの重要な部分となっています。その結果、熱帯低気圧は地球の対流圏の平衡を維持するのに役立ちます。 

多くの熱帯低気圧は、大気中の弱い擾乱の周囲の大気条件が好ましいときに発生します。他の種類の低気圧が熱帯性の特徴を獲得したときに形成されるものもあります。熱帯システムは、対流圏の誘導風によって移動します。条件が好ましいままであれば、熱帯擾乱は強まり、目が発達することさえあります。スペクトルの反対側では、システムの周囲の条件が悪化したり、熱帯低気圧が上陸したりすると、システムは弱まり、最終的に消滅します。熱帯低気圧は、エネルギー源が凝結によって放出される熱から気団間の温度差に変わると、高緯度に向かって移動するにつれて温帯低気圧になることがあります。^{[ 20 ]}運用上の観点から、熱帯低気圧は温帯低気圧への移行中に亜熱帯低気圧 になるとは通常考えられていません。 ^{[ 26 ]}

湖水効果雪は、冬に冷たい風が暖かい湖水の長い範囲を横切って移動し、エネルギーを与えて水蒸気を拾い上げ、それが凍結して風下側の岸に堆積するときに、1つまたは複数の細長い帯の形で発生します。^{[ 27 ]} 塩水域での同様の効果は、海洋効果雪^{[ 28 ]} 、海効果雪^{[ 29 ]}、または湾効果雪^{[ 30 ]}と呼ばれます。 移動する気団が風下側の岸の高地の地形効果によって上昇すると、この効果は強まります。この上昇により、狭いが、非常に強い降水帯が発生し、1時間に数インチの雪が堆積し、しばしば大量の降雪量をもたらします。湖水効果雪の影響を受ける地域は、スノーベルトと呼ばれます。この効果は世界中の多くの場所で発生しますが、北米の五大湖の人口密集地域で最もよく知られています。 ^{[ 31 ]}

気温が降水が凍結するのに十分なほど低くない場合、湖水効果雨として降る。湖水効果雨や雪が形成されるためには、湖上を移動する空気が地表の空気（水面温度に近いと考えられる）よりもかなり冷たくなければならない。具体的には、気圧が850ミリバール（または高度1.5キロメートル（0.93マイル））の高度での気温は、地表の気温よりも13 ℃（24 °F）低くなければならない。 ^{[ 31 ]} 850ミリバール の空気が水温よりも25 ℃（45 °F）低いときに発生する湖水効果は、雷雪、つまり雷と雷鳴を伴う雪のシャワーを引き起こす可能性がある（不安定性の増加により利用可能なエネルギー量が増えるため）。^{[ 32 ]}     

極低気圧は、北半球と南半球の両方で、主要な極前線の極側にある海洋域上に存在する、小規模で対称的な短命の低気圧システム（低気圧）です。これらのシステムは通常、水平方向の長さが1,000 キロメートル (620マイル)未満で、数日間しか存在しません。これらは、より大きな中規模気象システムの一部です。極低気圧は、従来の気象情報では検出が難しく、船舶やガス・石油プラットフォームなどの高緯度での作業に危険をもたらします。極低気圧は、極中規模渦、北極ハリケーン、北極低気圧、寒気低気圧など、他の多くの用語で呼ばれてきました。今日では、この用語は通常、地表付近の風速が少なくとも毎秒 17 メートル (38マイル)である、より活発なシステムに限定して使用されます。^{[ 33 ]}  

平原で雷雨が最も多く発生する時期は、5月から9月の間です。この期間中、この地域では中規模対流系が発生し、活動の大部分は現地時間の午後6時から9時の間に発生します。中規模対流系は、平原に年間温暖期降雨量の30～70パーセントをもたらします。^{[ 34 ]}これらのシステムのうち、中規模対流複合体と呼ばれるものは、平原と中西部の年間降雨量の最大10パーセントをもたらします。^{[ 35 ]}スコールラインは、この地域を通過する大規模な雷雨複合体の30パーセントを占めています。^{[ 36 ]}

ほとんどのMCSは大陸上で発生するが、一部のMCSは8月後半から9月にかけて西地中海上で発生する。ヨーロッパにおけるMCSの発生は山脈と密接に関係している。平均的に、ヨーロッパのMCSは東北東に移動し、現地太陽時午後3時頃に発生し、5.5時間続き、午後9時頃に消滅する。ヨーロッパのMCSの約20%は最大加熱時に発生しない。それらの平均最大範囲は約9,000平方キロメートル（3,500^平方マイル）である。^{[ 37 ]} 

中規模対流系は、熱帯低気圧に発達する可能性があり、モンスーントラフや熱帯収束帯に沿って西へ進む熱帯波や東風波などの領域で形成され、下層の水分が豊富で、地表の風が収束し、上空の風が発散する領域で発生します。これは通常、赤道の北側で、アフリカから大西洋と東太平洋、北西太平洋と南西太平洋、オーストラリアから東へオセアニア、インド洋、インドネシア、ブラジル南東部から南大西洋にかけて発生します。また、エルニーニョ現象の年以外では、南東太平洋の穏やかなENSOの年や寒冷な年にも時折見られます。 ^{[ 38 ]}陸上では水上よりも強いシステムが形成されます。^{[ 39 ]}

湖水効果雪や極低気圧の場合、冷たい空気が暖かい水面を通り抜けると対流系が形成され、水分が増加し、顕著な鉛直運動が生じます。この鉛直運動により、温帯低気圧の後方の低気圧性の流れの領域でにわか雨や雷雨が発生します。^{[ 31 ] [ 33 ]}