ระบบความกดอากาศต่ำ แกนเย็นหรือที่รู้จักกันในชื่อ ความกด อากาศต่ำระดับบนหรือพายุไซโคลนแกนเย็นคือพายุไซโคลนที่อยู่สูงขึ้นไป โดยมีมวลอากาศเย็นอยู่บริเวณระดับความสูงในชั้นโทรโปสเฟียร์ ของโลก โดยไม่มีโครงสร้างแนวปะทะมันเป็นระบบความกดอากาศต่ำที่ทวีความรุนแรงขึ้นตามความสูง โดยสอดคล้องกับ ความสัมพันธ์ ของลมตามอุณหภูมิ หากเกิดการหมุนเวียนของอากาศที่พื้นผิวอย่างอ่อนๆ ขึ้นเพื่อตอบสนองต่อลักษณะดังกล่าวในละติจูดกึ่งเขตร้อนของ มหาสมุทรแปซิฟิกเหนือฝั่งตะวันออกหรือ มหาสมุทร อินเดีย เหนือ จะเรียกว่าพายุไซโคลนกึ่งเขตร้อนเมฆปกคลุมและปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นกับระบบเหล่านี้ในเวลากลางวัน

สภาพอากาศรุนแรงเช่นพายุทอร์นาโดอาจเกิดขึ้นใกล้ศูนย์กลางของระบบความกดอากาศต่ำที่มีแกนเย็น ระบบความกดอากาศต่ำที่มีแกนเย็นสามารถช่วยก่อให้เกิดพายุไซโคลน ที่มีผลกระทบ ต่อสภาพอากาศอย่างมากเช่นระบบความกดอากาศต่ำขั้วโลกและพายุหมุนคาร์มัน ระบบความกดอากาศต่ำที่มีแกนเย็นสามารถนำไปสู่การพัฒนาของพายุไซโคลนเขตร้อนได้โดยตรง เนื่องจากมีมวลอากาศเย็นอยู่ด้านบน หรือทำหน้าที่เป็น ช่องทางการ ไหลออก เพิ่มเติม เพื่อช่วยในการพัฒนาต่อไป

พายุหมุนเย็นมีกำลังแรงกว่าที่ระดับสูงกว่าพื้นผิวโลก หรือมีกำลังแรงกว่าในบริเวณโทรโพสเฟียร์ที่มีความดันต่ำกว่า ตามความสัมพันธ์ของลมตามอุณหภูมิและสมการความสูง สมการความสูงระบุว่าบรรยากาศที่เย็นกว่าจะมีช่องว่างระหว่างพื้นผิวความดันน้อยกว่า ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดของความหนาของชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่า และความสัมพันธ์ของลมตามอุณหภูมิบ่งชี้ว่าในสถานการณ์นี้ ลมจะเพิ่มขึ้นตามความสูง^{[ 1 ] [ 2 ] : 59, 384–385} นอกจากนี้ยังหมายความว่ามีกลุ่มอากาศเย็นที่แยกตัวออกมาอยู่ด้านบนซึ่งเกี่ยวข้องกับลักษณะดังกล่าว เนื่องจากมีศูนย์กลางที่เย็น ศูนย์กลางจึงแสดงพื้นที่ที่มีความหนาต่ำสุด เนื่องจากอุณหภูมิที่รัศมีใดๆ ก็ตามจะคล้ายคลึงและขนานกับทิศทางของความชันของความดัน และดังนั้นจึง ขนานกับ ลมจึงมีลักษณะ เป็น แบบบารอโทรปิก^{[ 3 ]}การเคลื่อนที่ของพายุหมุนแกนเย็นอาจไม่แน่นอน เนื่องจากแยกตัวออกจากแถบหลักของลมตะวันตกซึ่งจะนำพาพายุเหล่านี้ไปทางตะวันออกอย่างต่อเนื่อง^{[ 4 ]}

เมฆปกคลุมและปริมาณน้ำฝนส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับหย่อมความกดอากาศต่ำเย็นมักเกิดขึ้นในช่วงเวลากลางวัน เนื่องจากแสงแดดทำให้พื้นผิวโลกอุ่นขึ้น ทำให้บรรยากาศไม่เสถียรและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ขึ้นในแนวดิ่ง^{[ 5 ]}การเกิดสภาพอากาศรุนแรง โดยเฉพาะพายุทอร์นาโด สามารถเกิดขึ้นได้ใกล้ศูนย์กลางของระบบเหล่านี้บนบกในทุกฤดูกาลของปี^{[ 6 ]}ในช่วงฤดูหนาว เมื่อหย่อมความกดอากาศต่ำที่มีแกนเย็นและอุณหภูมิในระดับกลางของชั้นโทรโพสเฟียร์ลดลงถึง −45 °C (−49 °F) เคลื่อนตัวเหนือผืนน้ำเปิด การพาความร้อนลึกจะก่อตัวขึ้น ซึ่งทำให้การพัฒนาของหย่อมความกดอากาศต่ำขั้วโลกเป็นไปได้^{[ 7 ]}

ความกดอากาศต่ำโคนาพายุหมุนนอกเขต ร้อนส่วน ใหญ่และพายุหมุนเขตร้อนในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ตอนบน ล้วนเป็นความกดอากาศต่ำแกนเย็น ในครึ่งตะวันออกของมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือและมหาสมุทรอินเดียเหนือ การก่อตัวของการหมุนเวียนที่อ่อนแอภายใต้ความกดอากาศต่ำในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ตอนกลางถึงตอนบน ซึ่งถูกตัดขาดจากแถบหลักของลมตะวันตกในช่วงฤดูหนาวเรียก ว่า พายุหมุนกึ่งเขตร้อน ในกรณีของมหาสมุทรอินเดียเหนือ การก่อตัว ^ของกระแสน้ำวนประเภทนี้ นำไปสู่การเริ่มต้นของ ฝนฤดู มรสุมในช่วงฤดูฝน [ ^{8 ]}

หย่อมความกดอากาศต่ำชายฝั่งตะวันออกก่อตัวขึ้นใกล้และทางตะวันออกของบริเวณที่หย่อมความกดอากาศต่ำแกนเย็นมีปฏิสัมพันธ์กับ ความแตกต่าง ของอุณหภูมิผิวน้ำทะเล (SST) ตามแนวชายฝั่งตะวันออกของทวีปต่างๆเช่นเอเชียอเมริกาเหนือแอฟริกาตอนใต้และออสเตรเลีย ภายใน พื้นที่ความกดอากาศสูงที่มีอยู่ก่อนแล้ว หย่อมความ กดอากาศต่ำ นอกชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกาซึ่งโดยปกติจะก่อตัวขึ้นในช่วงเดือนตุลาคมถึงเมษายน เรียกว่า น อร์อีสเตอร์^{[ 9 ]}ในตอนแรกไม่ได้เกี่ยวข้องกับแนวปะทะอากาศ แต่ ก่อตัวขึ้นพร้อมกับแอนติไซโคลน ที่ปิดกั้น ในละติจูดที่สูงกว่า ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลกอย่างช้าๆ ตามความแตกต่างของ SST หย่อมความกดอากาศต่ำชายฝั่งตะวันออกสามารถคงอยู่ได้นานถึงหนึ่งสัปดาห์ หย่อมความกดอากาศต่ำชายฝั่งตะวันออกบางแห่งพัฒนาอย่างรวดเร็ว กลายเป็นระเบิดทางอุตุนิยมวิทยามีวัฏจักร 4.5 ปีในการก่อตัวของ หย่อมความกด อากาศต่ำชายฝั่งตะวันออกใกล้ กับออสเตรเลีย ในปีที่เปลี่ยนผ่านระหว่างปี ENSO ที่อบอุ่น (เอลนีโญ) และ ปีที่เย็น (ลานีญา) ระบบเหล่านี้สามารถพัฒนาเป็นลมแรง ฝนตกหนัก คลื่นสูงกว่า 10 เมตร (33 ฟุต) และ มีลักษณะ ตาพายุในภาพถ่ายดาวเทียมตรวจอากาศ^{[ 10 ]}ความกดอากาศต่ำระดับบนมักเป็นสาเหตุของฝนตกหนักและพายุในออสเตรเลียตะวันออกเฉียงใต้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงปีลานีญา^{[ 11 ]}

ร่องความกดอากาศต่ำในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ตอนบนในฤดูร้อนของซีกโลกใต้ตั้งอยู่เหนือ บริเวณ ลมค้าขายของมหาสมุทรแปซิฟิกตอนกลางตะวันออก และสามารถก่อให้เกิดการก่อตัวของพายุหมุนเขตร้อนนอกชายฝั่งอเมริกากลางได้ [ ^{12 ] ใน}มหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกความกดอากาศต่ำในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ตอนบนในเขตร้อนเป็นสาเหตุหลักของการเกิดพายุหมุนเขตร้อนจำนวนน้อยที่พัฒนาขึ้นทางเหนือของ เส้น ละติจูดที่ 20 องศาเหนือและทางตะวันออกของเส้นละติจูดที่ 160 องศาตะวันออกในช่วงปรากฏการณ์ลานีญา^{[ 13 ]}

พายุหมุนเขตร้อนและร่องความกดอากาศสูงที่เคลื่อนตามหลังสามารถก่อให้เกิดช่องทางการไหลออกเพิ่มเติมและช่วยในกระบวนการทวีความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อน การรบกวนเขตร้อนที่กำลังพัฒนาสามารถช่วยสร้างหรือทำให้ร่องความกดอากาศสูงหรือหย่อมความกดอากาศต่ำในระดับสูงลึกขึ้นตามหลังเนื่องจากกระแสลมกรดที่ไหลออกจากการรบกวน/พายุหมุนเขตร้อนที่กำลังพัฒนา^{[ 14 ] [ 15 ]}ในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือฝั่งตะวันตก มีความสัมพันธ์แบบต่างตอบแทนที่แข็งแกร่งระหว่างพื้นที่ของพายุหมุนเขตร้อนที่กำลังก่อตัวกับพื้นที่ของร่องความกดอากาศต่ำของมรสุมในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ตอนล่างและร่องความกดอากาศต่ำในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ตอนบนในเขตร้อน [ ^{16 ] การ}เคลื่อนที่ของพายุหมุนเขตร้อนยังสามารถได้รับอิทธิพลจากเซลล์ TUTT ภายในระยะ 1,700 กิโลเมตร (1,100 ไมล์) จากตำแหน่งของมัน ซึ่งอาจนำไปสู่เส้นทางที่ไม่เป็นไปตามสภาพภูมิอากาศ เช่น การเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออกภายในเขตร้อนหรือการเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันตกในพื้นที่ที่ปกติแล้วลมตะวันตก จะมีอิทธิพลเหนือกว่า ^{[ 17 ]}

โดยปกติ อุณหภูมิของมหาสมุทรที่ 26.5 °C (79.7 °F) ซึ่งครอบคลุมความลึกอย่างน้อย 50 เมตร (160 ฟุต) เป็นหนึ่งในหกข้อกำหนดที่จำเป็นในการรักษาสภาพเมโซไซโคลน พิเศษ ซึ่งเป็นพายุหมุนเขตร้อน^{[ 18 ]}อุณหภูมิอากาศที่เย็นกว่าในระดับความสูงที่สูงขึ้น (เช่น ที่ระดับ 500  hPaหรือ 5.9 กม.) สามารถนำไปสู่การเกิดพายุหมุนเขตร้อนที่อุณหภูมิน้ำต่ำกว่าปกติ เนื่องจากต้องมีอัตราการลดลงของ อุณหภูมิที่แน่นอนเพื่อบังคับให้บรรยากาศ ไม่เสถียรเพียงพอสำหรับการพาความร้อน ในบรรยากาศชื้น อัตราการลดลงของอุณหภูมินี้คือ 6.5 °C/กม. (19 °F/ไมล์) ในขณะที่ในบรรยากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ น้อยกว่า 100% อัตราการลดลงของอุณหภูมิที่ต้องการคือ 9.8 °C/กม. (29 °F/ไมล์) ^{[ 19 ]}ตัวอย่างล่าสุดของพายุหมุนเขตร้อนที่คงตัวอยู่เหนือน้ำที่เย็นกว่าคือพายุ Alexในฤดูพายุเฮอริเคนแอตแลนติกปี 2016ซึ่งกลายเป็นพายุเฮอริเคนเหนือน้ำที่มีอุณหภูมิเพียง 20 °C (68 °F) ^{[ 20 ]}

ที่ระดับความดัน 500 hPa อุณหภูมิเฉลี่ยของอากาศในเขตร้อนอยู่ที่ −7 °C (18 °F) แต่โดยปกติแล้วอากาศในเขตร้อนจะแห้งที่ระดับนี้ ทำให้มีพื้นที่สำหรับอุณหภูมิกระเปาะเปียกหรือเย็นลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น จนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมกว่าซึ่งสามารถสนับสนุนการเกิดการพาความร้อนได้ อุณหภูมิกระเปาะเปียกที่ระดับ 500 hPa ในบรรยากาศเขตร้อนที่ −13.2 °C (8.2 °F) เป็นอุณหภูมิที่จำเป็นในการเริ่มต้นการพาความร้อน หากอุณหภูมิน้ำอยู่ที่ 26.5 °C (79.7 °F) และความต้องการอุณหภูมินี้จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามสัดส่วน 1 °C ในอุณหภูมิผิวน้ำทะเลสำหรับทุกๆ การเปลี่ยนแปลง 1 °C ที่ระดับ 500 hPa ภายใต้พายุไซโคลนเย็น อุณหภูมิที่ระดับ 500 hPa อาจลดลงต่ำถึง −30 °C (−22 °F) ซึ่งสามารถเริ่มต้นการพาความร้อนได้แม้ในบรรยากาศที่แห้งที่สุด สิ่งนี้ยังอธิบายว่าทำไมความชื้นในระดับกลางของโทรโปสเฟียร์ซึ่งอยู่ที่ประมาณระดับ 500 hPa จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนา อย่างไรก็ตาม เมื่อพบอากาศแห้งที่ความสูงเดียวกัน อุณหภูมิที่ระดับ 500 hPa จะต้องเย็นกว่ามาก เนื่องจากบรรยากาศแห้งต้องการอัตราการลดลงของอุณหภูมิที่มากกว่าสำหรับความไม่เสถียรเมื่อเทียบกับบรรยากาศชื้น^{[ 2 ] : 76–77 [ 21 ]}ที่ความสูงใกล้กับโทรโปพอสอุณหภูมิเฉลี่ย 30 ปี (วัดในช่วงปี 1961 ถึง 1990) คือ −77 °C (−132 °F) ^{[ 22 ]}

• ตัดต่ำ
• สระน้ำเย็น