Støvvirvel

En støvvirvel eller virvelvind (engelsk: dust devil) er en roterende luftsøyle som kan være alt fra en halv meter i diameter til over 10 meter. Høyden på dem kan variere fra et par meter til over 1000 meter.

Støvvirvler er vanligvis ufarlige, men i sjeldne tilfeller kan de vokse seg så store at de kan gjøre skade på mennesker og eiendom. De kan sammenlignes med tornadoer siden de begge er uvanlige værfenomener og roterende luftsøyler. Tornadoer blir derimot dannet i forbindelse med synkende luft i kraftige tordenskyer, mens støvvirvler dannes av stigende luft når det er sol og fint vær. De kommer sjelden opp mot intensiteten til tornadoer.

I nær slekt med støvvirvler er ildvirvler. De forekommer ved branner og har også vært fremstilt eksperimentielt.

Hvordan de oppstår

Støvvirvler oppstår når svært varm luft nær overflaten stiger raskt gjennom små lommer med kjøligere luft i høyden over. Hvis forholdene ligger til rette for det, kan de begynne å rotere. Når luften plutselig stiger, kan den varme luften bli strukket ut vertikalt. Dette fører til en økt rotasjon som følge av prinsippet om bevaring av angulært moment. Rotasjonseffekten gjør at varm luft vil strømme inn mot bunnen av virvelen. Når mer varm luft stømmer inn i mot virvelen for å erstatte den stigende luften, vil rotasjonseffekten øke og opprettholde seg selv. En støvvirvel er som en traktformet skorstein der varm luft strømmer oppover i en roterende bevegelse. Til slutt vil den varme luften bli avkjølt og synke ned igjen gjennom midten av virvelen. Denne kjøligere luften balanserer den roterende varmluften på utsiden og gjør systemet stabilt.

Rotasjonseffekten, sammen med friksjon på overflaten, skaper et moment som flytter virvelen framover. Dette gjør at støvvirvelen kan opprettholde seg selv lenger ved å flytte seg over nærliggende kilder med varm luft. Støvpartikler blir sugd inn i virvelen og fører til luftmotstand som senker farten på systemet.

Når den tilgjengelige varme luften nær overflaten har forsvunnet opp i støvvirvelen vil til slutt kjøligere luft bli sugd inn i virvelen. Når dette skjer kan støvvirvelen forsvinne i løpet av få sekunder. Vanligvis skjer dette når støvvirvelen ikke flytter seg raskt nok, eller flytter seg over en kjøligere overflate.

Visse vilkår øker sjansen for at en støvvirvel skal oppstå.

Flatt terreng, ørken eller asfalt: Flate forhold øker sjansen for at varm luft strømmer inn i virvelen mer eller mindre konstant. Støv og sand som blir fanget av virvelen fører til at den blir lett synlig.
Sterk soloppvarming: Overflaten må absorbere store mengder solenergi for å varmes opp så mye at en støvvirvel kan oppstå.
Lite eller ingen vind, og betydelig kjøligere i atmosfæren over: En av de viktigste faktorene for å få dannet en støvvirvel er den store temperaturforskjellen mellom luften like over bakken og luften over. Dersom det er vind vil dette destabilisere rotasjonseffekten til en støvvirvel.

Intensitet

De fleste støvvirvler blir dannet i varmt og tørt vær, og rekker sjelden mer enn et par meter opp i høyden. Selv om de kan oppstå hvor som helst, er de lettest å se på støvete jorder eller i ørkener, der støvpartiklene gjør dem lett synlige.

Fenomenet kan også observeres når de oppstår over asfalt eller betong, og blåser søppel og løv i sirkler på overflaten.

Typisk diameter på en støvvirvel er mellom 3 og 100 meter, med en gjennomsnittlig høyde på mellom 150 og 300 meter. Støvvirvler varer vanligvis et par minutter før de dør ut, men under optimale forhold kan de vare i flere titalls minutter.

Noen støvvirvler kan nå en intensitet lik en F0 tornado, og kan da føre til ødeleggelser og skade på mennesker. I mai 2006 løftet en støvvirvel i Nord-Dakota en fire år gammel jente og trampolinen hun lekte på omtrent 8 meter opp i luften.

Elektrisk aktivitet

Man har nylig funnet ut at selv de minste støvvirvlene kan produsere radiostøy og elektriske felter større enn 10 000 volt per meter.

Støvvirvler på planeten Mars

Støvvirvler kan også oppstå på planeten Mars, og ble først fotografert av Vikingsonder på 1970-tallet. Støvvirvler på Mars kan være opptil femti ganger så brede og ti ganger så høye som her på Jorda, og kan føre til skader på utstyr som er sendt til Mars fra Jorda.

Marskjøretøyet Spirit rover har tatt bilder av støvvirvler på Mars, og i mars 2005 kom den ut for en virvel som tilfeldigvis fjernet støv og skitt fra solpanelet til kjøretøyet.

I tillegg har det blitt observert en storskala syklon på Mars.

Støvvirvel på Mars, fotografert av marskjøretøyet Spirit. Telleren i nedre venstre hjørne er tiden i sekunder etter at første bilde ble tatt. Tre andre støvvirvler kan så vidt skimtes i bakgrunnen.

Kilder

Ludlum, David M. (1997). National Audubon Society Field Guide to North American Weather. Knopf. ISBN 0-679-40851-7.
http://edition.cnn.com/2006/WEATHER/05/08/whirlwind.ap/index.html
http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2002/05/29_dust.html
Metzger S. M., Dust Devil Vortices at the Ares Vallis MPF Landing Site Arkivert 22. august 2006 hos Wayback Machine. (PDF)
https://web.archive.org/web/20061030133445/http://www.ruhr-uni-bochum.de/climusa/dust.htm
http://unisci.com/stories/20012/0606012.htm Arkivert 19. april 2012 hos Wayback Machine.
http://athena.cornell.edu/kids/did_you_know.html

Eksterne lenker

(en) Dust devils – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
(en) Dust devil – galleri av bilder, video eller lyd på Commons