План лекции

Понятие тропического циклона.

Зарождение и строение тропических циклонов.

Районы зарождения и основные пути тропических циклонов.

Стадии развития и траектории движения тропических циклонов.

Погода в тропических циклонах.

Признаки приближения тропического циклона.

Определение положения судна относительно центра тропического циклона.

Основные теоретические положения

Понятие тропического циклона.

Циклоническая деятельность наблюдается не только в умеренных и высоких широтах. Вблизи тропических фронтов обоих полушарий (в широтной зоне от 5 до 25° с.ш. и ю.ш.) на Земле зарождаются грозные стихийные явления – мезомасштабные вихри – тропические циклоны. Обычно в низких широтах возникает большое число циклонических возмущений, но они бывают слабо выражены: давление в центре всего на 1 - 2 мбар ниже окружающего барического поля, ветры слабые, перемещаются медленно с востока на запад. Но время от времени эти возмущения начинают развиваться и превращаться в глубокие тропические циклоны с большими барическими градиентами и штормовыми ветрами. С фронтальными циклонами умеренных и высоких широт их роднит штормовой и ураганный ветер, похожая вращательная циркуляция вихрей, обильные осадки, выпадающие из их облачных систем, и соразмерность.

Принципиальные отличия фронтальных и тропических циклонов заключаются в их энергетике, вертикальном строении воздушных потоков, скорости ветра, направлении перемещения и сроках жизни самих вихрей.

Тропические циклоны – это сравнительно небольшие, но очень глубокие вихри, обладающие большой кинетической энергией. Для развития тропического циклона необходима большая энергия неустойчивости воздушной массы. Мощный подъем очень теплого и влажного воздуха над возникшим возмущением – обязательное условие его развития.

Давление в центре тропического циклона обычно составляй 980–950 мбар, в отдельных случаях – ниже 930 мбар. Диаметр тропического циклона составляет 100–300 миль, но иногда и больше.

2. Зарождение и строение тропических циклонов.

За счет колоссальных энергий (в отдельных случаях скорость ветра в ураганах превышает 120-150 м/с) количество атмосферных осадков, выпадающих за сутки, достигает высоты 20 м и более.

В центральной части урагана под действием центробежного выбрасывания воздуха, при малом его притоке в приземном слое, давление быстро падает. Первоначально слабая барическая депрессия усиливается, и уже через несколько суток мощный циклон начинает двигаться к западу, все более увеличивая свою глубину и скорость движения, возрастает и сила ветра в нем. Циклон развивается в тропический ураган.

Согласно фронтальной теории, возникновение урагана объясняется взаимодействием воздушных масс Северного и Южного полушарий на тропическом фронте в зоне встречи пассатов. Здесь, вследствие интенсивного нагрева поверхности океана, наблюдается значительный контраст температур нижних и верхних слоев атмосферы, что создает большую неустойчивость воздушных масс – мощные конвективные движения.

Волновая теория зарождения ураганов пытается связать прохождение длинных (до 2000 км) восточных волн атмосферного давления. Эти волны, перемещаясь с востока на запад, теряют свою устойчивость и превращаются в вихри – тропические циклоны.

В развитии любого тропического циклона до интенсивного урагана прослеживаются четыре стадии:

- стадия формирования – неустойчивая погода, шквалистые ветры различных направлений. Намечается центр циклона. Сила ветра вблизи него (50-100 морских миль) не превышает 7 баллов;

- молодой циклон – дальнейшее падение давления, образование вокруг центра циклона пояса ураганных ветров. Формирование в центре циклона ясной погоды со слабыми ветрами или штилем – «глаза бури»;

- зрелый ураган – прекращение падения давления и усиления ветра. Площадь, занятая ураганом, увеличивается до максимума, нарушается симметрия урагана. Плохая погода в правой его половине наблюдается на большей площади, чем в левой.

- разрушение урагана . Эта стадия наступает, как правило, после поворота урагана через полярный курс к востоку. Интенсивность урагана ослабевает, «глаз бури» исчезает и ураган принимает черты обычного нетропического (фронтального) циклона. Точно так же тропические ураганы затухают и при переходе на сушу, когда прекращается приток влаги и увеличивается трение воздуха о подстилающую поверхность.

Все циклона, зарождающиеся в тропиках, подразделяются на четыре группы.

1-я группа . Тропическое возмущение – обладает слабой тропической циркуляцией.;

2-я группа . Тропическая депрессия – слабый тропический циклон с явно выраженной приземной циркуляцией, наибольшая скорость установившегося ветра в котором не превышает 12-13 м/с.;

3-я группа . Тропический шторм – циклон, наибольшая скорость установившегося ветра в котором достигает 33 м/с;

4-я группа . Тропический ураган – циклон, скорость ветра в котором превышает 33 м/с (60 уз.).

Таким образом, тропические циклоны классифицируются следующим образом (табл. 1)

В основу классификации положен критерий скорости ветра в центральной области тропического циклона. Однако тропические циклоны отличаются не только по ветровому режиму, но и по характеру распределения облачности, осадков и других метеорологических элементов (табл.1).

Таблица 1. Классификация тропических циклонов в зависимости от скорости ветра.

Морской сайт Россия нет 21 сентября 2016 Создано: 21 сентября 2016 Обновлено: 24 ноября 2016 Просмотров: 4618

В тропической зоне в широтах от 5 до 25° обоих полушарий наблюдаются тропические циклоны, обладающие огромной разрушительной силой. Подсчитано, что если бы всю энергию только одного тропического циклона превратить в электрическую, то ее хватило бы всему человечеству на несколько лет.

Тропические циклоны представляют собой небольшие по размерам циклоны, в среднем 100 - 200 миль в диаметре, с очень низким давлением в центре (очень глубокие циклоны).
Они сопровождаются мощной, спускающейся до земли, грозовой облачностью, ураганными ветрами, сильными ливнями, огромными океанскими волнами. Даже самым крупным современным судам очень трудно бороться с ураганом, и часто эта борьба заканчивается гибелью судна.

Давление в центральной области тропического циклона в среднем бывает 960 - 970 мбар, но иногда 900 мбар и ниже. Разница в давлении между центром и периферией тропических циклонов на 1° расстояния (111 км), так называемая величина барического градиента, составляет 30 - 40, а иногда и более 100 мбар. тогда как в обычных циклонах она, как правило, не превышает 20 - 25 мбар.
По этой причине скорость ветра в тропических циклонах обычно достигает ураганной силы до 50 - 60 м/сек и более. Возникают тропические циклоны только над океанами и морями Причины их возникновения до сих пор еще не вполне выяснены. В настоящее время существует несколько теорий образования тропических циклонов.

Согласно одной из них, циклоны возникают от восходящих токов теплого и влажного воздуха, которые сопровождаются выделением огромных количеств скрытой тепловой энергии в результате конденсации водяных паров.
Другая теория объясняет это явление взаимодействием воздушных масс северного и южного полушарий в зоне сходимости пассатов. Но одно совершенно ясно, что тропические циклоны возникают в таких океанических районах и в те сезоны года, когда температура поверхности моря наибольшая и превышает 26-27°. Не совсем ясна пока еще структура тропических циклонов.
В то время как кругом бушуют ураганные ветры, сильнейшие ливни и грозы,в центре, диаметром в среднем 10 - 15 миль, наблюдается область ясной штилевой погоды - «глаз бури»

Наиболее опасной является правая (по движению) половина циклона в северном полушарии а в южном-левая Здесь скорость ветра нередко достигает 65 м/сек а скорость отдельных шквалистых порывов 100 и/сек и более

Наиболее часто тропические циклоны в северном полушарии наблюдаются в период с августа по сентябрь, а в южном полушарии в районе Тихого океана с января по июль, в Индийском океане с ноября по апрель Исключение составляет северная часть Индийского океана, где тропические циклоны чаще встречаются с мая по декабрь

Тропические циклоны, зарождающиеся на западе Тихого океана, называются тайфунами , в Атлантическом океане - Антильскими ураганами , в северной части Индийского океана - циклонами , а в южной - орканами , у берегов Австралии - «вилли-вилли» В отличие от обычных циклонов тропические движутся с востока на запад, а некоторые, пересекая тропические широты, меняют направление и идут в северном полушарии к северо- востоку, а в южном - к юго-востоку.
Если с переходом в средние широты тропический циклон встречает полярный фронт,то он значительно увеличивается в размерах и превращается в обычный глубокий циклон с теплым и холодным фронтом. В среднем за год в Тихом океане наблюдается около 20 - 23 циклонов, в Атлантическом 12 - 13, в Индийском - около 15. Пути тропических циклонов, за редким исключением, постоянны.
Скорость движения тропических циклонов вначале бывает небольшой, но у хорошо развитых достигает 15 - 20 миль в час и более. Продолжительность существования тропических циклонов составляет в среднем 8 - 10 суток.

При прохождении в море тропического циклона появляется характерный, нарастающий шум. Черные или красные клочья разорванных облаков быстро проносятся по небу. С большой скоростью надвигается огромное черное облако, закрывая все небо. Ветер усиливается, становится порывистым, начинают беспрерывно налетать шквалы.
Гремит не переставая большой силы гром Огромные ослепительные молнии часто пронизывают наступивший мрак. Очень сильный ветер создает гигантские волны, обладающие огромной силой. Потоки дождевой воды смешиваются в воздухе с брызгами и пеной от волн, видимость уменьшается до нескольких метров. Такое состояние погоды и моря может длиться много часов.

Когда проходит центр тропического циклона («глаз бури»), минут на 20 - 30 ветер стихает до штиля, проясняется, можно видеть голубое или звездное небо, но волнение моря не уменьшается.
Волны здесь сходятся от всех направлении и создают чрезвычайно крутую и беспорядочную, очень опасную для судов толчею (стоячие волны длиной около 40 м). По мере удаления от центра циклона волнение принимает более упорядоченный, регулярный характер.

После прохождения «глаза бури» барометр делает быстрый скачок вверх, и от противоположного румба снова налетает шквал ураганной силы.
Общий характер погоды становится таким же, как и до прохождения центра циклона. Иногда в тропическом циклоне наблюдаются смерчи - небольшие по размерам вихри диаметром в несколько сот метров при скорости перемещения до 20 - 25 миль в час. Ветер в таком вихре имеет колоссальную скорость 200 - 250 м/сек.
Отличительная особенность смерчей - воронкообразное опускание облачности с длинным отростком вниз в виде хобота, конец которого иногда касается воды. Смерчи обладают огромной разрушительной силой.

Опасность тропических циклонов для мореплавания еще усугубляется и тем, что из-за относительно малых размеров они не всегда могут быть обнаружены на картах синоптиками службы погоды.
По этой причине суда, находящиеся в море, не могут своевременно получить предупреждения о зарождении и пути перемещения урагана. В связи с этим особо важное значение имеют местные признаки и радиотехнические средства для обнаружения приближающихся тропических циклонов.
При передаче по радио сведении о тропических циклонах им присваиваются женские имена Вера, Диана, Нэнси, Шарлотта и др. В старину тропическим циклонам давали имена кораблей, которые их обнаружили.

Как уже было сказано в разделе «Волны на море», по направлению зыби можно судить о положении центра циклона, а по изменению ее направления-о направлении движения циклона. Появление зыби, идущей не от того направления, от которого дует или дул ранее ветер,-признак приближения тропического циклона.

При приближении тропического циклона атмосферное давление резко изменяется, поэтому наблюдение за показаниями барометра и барографа является одним из важных факторов своевременного обнаружения и предсказания приближающегося тропического циклона. Атмосферное давление на расстоянии 120 - 150 миль от центра тропического циклона начинает постепенно падать, но еще заметно сохраняется его суточный ход.
Далее с приближением центра тропического циклона на расстояние 60 - 110 миль суточный ход давления полностью нарушается, давление резко падает (па 13 - 20 мбар в час), падение давления прекращается лишь при прохождении «глаза бури».
После прохождения центра тропического циклона давление начинает повышаться вначале быстро, а затем, с удалением центра, - медленнее и наконец достигает нормального значения для данного района.

Приближению тропического циклона иногда на очень больших расстояниях (до 1500 миль). Предшествует появление перистых нитеобразных облаков с загнутыми концами, которые лучше всего наблюдаются при восходе или заходе солнца. Если эти облака кажутся сходящимися в одной точке, то с большой вероятностью можно считать, что на расстоянии около 500 миль от судна в районе сходимости этих облаков расположен центр тропического циклона.
На расстоянии около 300 миль от центра тропического циклона направление движения перистых облаков часто совпадает с направлением движения циклона Перистые облака не всегда являются безусловным признаком приближения тропического циклона, однако появление их не следует оставлять без внимания.
На расстоянии 500 - 600 миль от центра циклона обычно наблюдаются перисто кучевые облака, а на расстоянии 200 - 250 миль нагромождения мрачных мощных кучево-дождевых облаков, вид неба в этот момент угрожающий.
Появлению кучево-дождевых облаков часто предшествует возникновение на горизонте небольшого, заметно увеличивающегося и быстро движущегося темного облака - «бычьего глаза».
На расстоянии 200 - 250 миль от центра тропического циклона хорошим признаком его приближения является появление разорванно-кучевых облаков.

Вначале это одиночные облака, но с приближением центра циклона количество их увеличивается, они уплотняются и постепенно переходят в дождевые.
Одновременно проходят шквалы с ливнями. Движение разорванно-кучевых облаков указывает на направление движения центра тропического циклона. Если стать лицом навстречу движению этих облаков, то центр тропического циклона будет расположен вправо от судна.

В 100 - 150 милях от центра тропического циклона начинается сильный ливневый дождь, который хорошо просматривается на экране судового радиолокатора.
При нормальной радиолокационной наблюдательности полоса ливневого дождя обнаруживается на пределе дальности радиолокатора; это помогает определить положение судна относительно центра тропического циклона.
В 10 - 15 милях от центра дождь прекращается, облака расходятся. После прохождения центральной области тропического циклона облака снова смыкаются и начинается ливневый дождь такой же силы, как и до прохождения центра циклона, однако продолжительность дождя несколько меньше. С удалением тропического циклона дождевые облака переходят в кучевые, и дождь прекращается.

При приближении тропического циклона, так же как и при приближении обычного, иногда наблюдаются гало и венцы вокруг солнца и луны.

Багрово-красная окраска зари - признак приближения тропического циклона. Причем вечерняя заря удерживается долгое время и остается до конца красной, не переходя в желтый цвет. В то же время с противоположной стороны хорошо видна тень земли, край которой имеет оранжевую окраску.
Такая заря может наблюдаться за 2 - 3 суток до наступления циклона. Иногда тропическим циклонам предшествуют восходы и за ходы солнца, при которых небо принимает огненный или медно-красный цвет с разнообразными оттенками.

За сутки и более до наступления тропического циклона наблюдается ясное небо, штиль или слабый ветер, значительное повышение температуры, абсолютной и относительной влажности воздуха (ощущается сильная духота) и нарушение их суточного хода, с начала наступления и дальнейшего прохождения циклона наблюдается быстрое падение температуры воздуха.

Ночью со стороны приближающегося тропического циклона часто видны сильные отблески молний (зарницы).

При радиоприеме слышатся частые разряды или сплошной треск, усиливающийся по мере приближения циклона.

На экране радиолокатора появляются отдельные светлые пятна, представляющие собой крупнокапельные скопления в атмосфере

Направление ветра в различных частях тропического циклона изменяется так же, как и в циклонах умеренных широт, отличаясь только гораздо более быстрым переходом от одного румба к другому. Направление ветра - хороший признак определения местонахождения центра тропического циклона.
По изменению направления ветра можно судить, в какой половине циклона относительно его пути находится судно (см. «Уклонение судов от тропических и глубоких циклонов»).

Увеличение скорости ветра - признак приближения тропического циклона, но этот признак проявляется слишком поздно.

FAQ о тропических циклонах (ураганах, тайфунах)

1. Что такое ураган, тайфун и тропический циклон?

Тропический циклон – термин, используемый для нефронтальной системы низкого давления синоптического и мезометеорологического масштаба в тропических и субтропических водах, имеющей организованную конвекцию и определённую циклоническую циркуляцию ветров. Ураганы и тайфуны – это местные названия тропических циклонов.

Тропические циклоны с максимальной скоростью ветров у земной поверхности до 17 м/с называются тропической депрессией. Она имеет замкнутую циркуляцию. Депрессии возникают в результате волновых возмущений во внутритропической зоне конвергенции (ВЗК) на тропическом фронте, а также на пассатных фронтах. Слабые волновые возмущения возникают и независимо от фронтов, внутри пассатного течения. Перемещаются эти тропические депрессии медленно, преимущественно с востока на запад, в общем направлении переноса воздуха внутри тропиков.

Если ветер в тропическом циклоне дует со скоростью от 17 до 33 м/с, то это тропический шторм. Конвекция в нём, как правило, сосредоточена в центре, а осадки выпадают в отчётливых скоплениях Cb.

2. Что такое ураганы «Кабо-Вердэ»? Это тип атлантических тропических циклонов, которые формируются недалеко (меньше 1000 км) от островов Зелёного Мыса и затем становятся ураганами до Карибского бассейна. Как правило такие ураганы возникают в августе и сентябре. Их количество варьирует от 0 до 5 в год – в среднем 2 случая в году.

3. Что такое «супертайфун»?

Супертайфун – это тайфун, скорость ветра в котором составляет 65 и более м/с.

4. Что такое «Восточные волны» и каковы причины их возникновения?

Было отмечено, что в нижних слоях тропосферы (от поверхности океана до высоты 5 км) существуют так называемые «восточные волны», которые являются причиной большого количества тропических циклонов в Атлантике. Эти волны берут своё начало ещё в Африке. Были предложены различные механизмы образования этих волн. Было доказано, что они вызваны нестабильностью африканских восточных потоков. (Это бароклинно-баротропная нестабильность – когда ценность потенциального вихря начинает снижаться в направлении на север.) Эти волны двигаются в западном направлении ч-з Атлантику. Первые волны заметны в апреле-мае и продолжаются до ноября. Длина волн достигает 2500 км, а их период составляет 3 – 4 суток. В среднем, около 60 волн генерируются ежегодно в Северной Африке. Около 85% активных атлантических ураганов зарождаются в восточной волне.

5. Что такое «тропическое возмущение»?

Тропическое возмущение – это отдельная погодная система с явно ограниченной конвекцией, диаметром 200-600 км, возникающая в тропических или субтропических широтах. Имеет нефронтальный миграционны й характер. Сохраняется в течении 24 часов и более. Оно может быть связано или нет с заметным возмущением ветрового поля.

6. Что такое Максимальная устойчивая скорость ветра?

Это максимальная скорость ветра, измеренная за 1 минуту на высоте 10 м от поверхности. Скорость ветра в порывах будет составлять на 20 – 25% больше.

7. Что такое субтропический циклон?

Субтропическим циклоном является система с низким давлением, существующая в тропических и субтропических широтах (где угодно от экватора до 50? с.ш.), которая обладает признаками как тропических циклонов, так и внетропических. Многие из этих циклонов существуют в регионах со слабыми или умеренными температурными градиентами (как циклоны умеренных широт), но при этом значительную часть своей энергии получают от конвективной облачности (как тропические циклоны). Скорость ветра в этих штормах не превышает 33 м/с. Часто эти циклоны трансформируются в чисто тропические.

8. Где возникают тропические циклоны и каковы их траектории?

Тропические циклоны зарождаются над океанами (тропические циклоны Северной Атлантики могут возникать над Африкой, но ветер в них усиливается до шторма или урагана уже над океаном) преимущественно в их западных частях, в экваториальной зоне затишья, но достаточно далеко от экватора (10-20° широты), где температура поверхности воды достигает 28? С. Зародившись, они начинают двигаться на запад, сначала медленно, а затем всё быстрее. Через некоторое время траектория циклонов изгибается к северо-западу, затем к северу, и наконец к северо-востоку. Точка траектории, в которой перемещение циклона меняется с северо-западного на северо-восточное, называется точкой поворота.

9. Какова скорость движения самого тропического циклона и воздушных потоков внутри?

Скорость поступательного движения ураганов и тайфунов различна. Иногда они стоят на месте, правда недолго, или движутся со скоростью несколько километров в час, а затем в десятки километров. Цифры порядка 50-60 км/ч можно считать средними, максимальное продвижение – 150 – 200 км/ч.

10. Каково время жизни ураганов?

Средняя продолжительность атлантического урагана около 9 дней, а в августе – около 12 дней. Наиболее долго существуют ураганы, зарождающиеся в Африке и в районе островов Зеленого Мыса, дважды пересекающие Атлантический океан и уходящие далеко на север. Их длительность – 3 или 4 недели. Иногда тропические ураганы, не теряя силы, переходят во внетропические ураганы, и тогда длительность их жизни огромна.

Каковы основные районы зарождения тропических циклонов?

Тропические циклоны в основном возникают в следующих районах:
В северном полушарии:
1. Желтое море, Филиппинские острова и Тихий океан к востоку от них до 170° в. д. В этом районе наблюдается наибольшее в сравнении с другими количество тропических циклонов: в среднем за год 28, из них около половины с ураганной силой ветра в 9-12 баллов.
В отдельные годы их бывает до 50. Тропические циклоны этого района носят местное название тайфунов. Тайфуны движутся вначале на запад и северо-запад. Если они достигают при этом берегов Китая, они быстро затухают над сушей. Но чаще они, не достигнув материка, поворачивают к северо-востоку и при этом нередко (в 15% случаев) проходят через южные Японские острова или вблизи них. Изредка они могут даже достигать района Камчатки.
2. Тихий океан к западу от Мексики. Здесь возникает в среднем за год 6 тропических циклонов со штормовыми и, сравни¬тельно редко, с ураганными ветрами.
3. Тропики северного Атлантического океана, в особенности на западе океана - в Карибском море, в районе Малых Антильских островов и в Мексиканском заливе - и на востоке океана - в районе островов Зеленого Мыса. Местное их название - ураганы. В среднем над северным Атлантическим океаном возникает в год 10 тропических циклонов.
Циклоны западной части океана нередко проходят над Большими Антильскими островами. Сильнейший ураган «Флора» проходил над Кубой в октябре 1963 г. Иногда они попадают на материк в районе Флориды и других юго-восточных штатов США. В других случаях циклоны, поворачивая к северо-востоку над океаном, могут проходить вблизи Атлантического побережья США. Несмотря на сравнительную редкость, ураганы причиняют хозяйству США большие убытки и не обходятся без человеческих жертв.
4. Бенгальский залив. Здесь возникает в среднем за год 6 циклонов. Попадая на сушу в Индии, они часто производят сильные опустошения; особенно страшны связанные с ними нагоны воды на плоские берега.
5. Аравийское море. Здесь возникает в среднем меньше двух циклонов в год, как и в Бенгальском заливе, - весной и осенью.
В южном полушарии:
1. Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи и северной Австралии (Квинсленда) до островов Самоа, а может быть, и дальше. Повторяемость здесь - 7 циклонов в год; циклоны ураганной силы редки.
2. Индийский океан между Мадагаскаром и Маскаренскими островами. Здесь в среднем 7 циклонов в год.
3. Индийский океан между северо-западным побережьем Австралии и Кокосовыми островами. Циклоны здесь очень редки - в среднем 2 в год. Местное название - вили-вили.
В южном Атлантическом океане тропических циклонов штормовой и ураганной силы не возникает.
Всего на Земном шаре возникает за год в среднем около 120 тропических циклонов со штормовыми и ураганными ветрами. Максимум их, как правило, приходится на лето и осень данного полушария, когда тропический фронт наиболее далеко смещен от экватора. Зимой их почти не бывает.

12. Какие стадии эволюции существуют у тропических циклонов?

А) Стадия формирования. Тропические циклоны начинают формироваться из тропического возмущения. Его углубление происходит в течение нескольких суток.

Б) Стадия молодого циклона. Развитие тропического циклона в этой стадии может идти в двух направлениях: или он в виде неглубокой депрессии перемещается на небольшие расстояния и затухает, либо циклон интенсифицируется, давление в его центре падает ниже 1000 гПа, вокруг центра возникает плотное кольцо ветров ураганной силы, радиусом 40 – 60 км.

В) Стадия зрелости. На этой стадии падение давления прекращается. Скорость ветра достигает максимума и прекращает увеличиваться. Радиус штормовых ветров также наибольший. Зона штормовых ветров размещается преимущественно в правой стороне циклона. Эта стадия может продолжаться от нескольких часов до нескольких суток.

Г) Стадия затухания (диссипации). Она начинается, когда циклон выходит на сушу или холодное морское течение. На этой стадии существование урагана может идти в двух направления: либо он постепенно затухает, переходя в тропическую депрессию, либо превращается в мощный внетропический циклон на полярном фронте.

13. Каковы размеры тропических циклонов?

Размеры ураганов весьма различны, различаются также способы их оценки. Нередко за ширину урагана принимают ширину зоны катастрофических разрушений - зоны ветров ураганной силы. Эта зона имеет ширину от 20 до 200 км и более. Часто к этой зоне прибавляют зону ветров штормовой силы со сравнительно небольшими разрушениями; тогда ширина урагана измеряется сотнями километров, иногда до 1000 и даже 1500 км. По последним данным, у атлантических ураганов средний диаметр зоны ураганных ветров около 150 км, диаметр зоны штормов 450-600 км. Более значительны размеры тайфунов. Для Тихого океана средние размеры пояса сильных ветров, сопровождающих циклон, достигают 500-600 км. Наименьшие размеры - около 80 км, наибольшие – 1600 км. За пределами тропиков они увеличиваются до 3000 км.

14. Что такое «Штормовой нагон»?

Это аномальное повышение уровня моря, связанное с прохождением сильного тропического циклона. Высота нагона определяется как разность между наблюдаемым уровнем моря во время действия циклона и нормальным уровнем моря. Он также оценивается, вычитая нормальный уровень моря во время прилива из наблюдаемого во время шторма.

15. Что такое «ПЦО» (CDO)?

ПЦО – аббревиатура, означающая «Плотная Центральная Облачность» ("central dense overcast"). Это плотное скопление перистых облаков, возникшее в результате образования наковален Cb. (стена глаза).

16. Что такое «глаз бури»? Как он формируется и поддерживается?

Глаз – это область, лежащая в центре хорошо развитого урагана, характеризуется слабыми ветрами и ясной погодой без существенных осадков. Иногда сильные ветры могут распространятся и в глаз. В глазе наблюдается наиболее низкое давление. В области глаза также наблюдается наивысшая температура воздуха: у пов-ти земли она больше окружающей всего на 0,5 – 2? С, но на высоте около 12 км она может быть больше на 10? С. Диаметр глаза составляет 30 – 60 км.

Глаз всегда окружён так называемой «стеной глаза» ("eyewall") – наиболее плотное кольцо мощных Cb. В этой области всегда наблюдается наиболее сильный ветер и осадки. В глазе происходит опускание воздуха и его адиабатическое нагревание, а в стене глаза – мощные восходящие движения. Конвекция в тропических циклонах организована в длинные и узкие полосы мощных Cb (“rainbands”). Так как эти полосы располагаются в виде спирали, то их иногда называют «спиральные полосы». Вдоль этих полос на нижнем уровне конвергенция максимальна, и, следовательно, на верхнем уровне максимальна дивергенция. Теплый и влажный воздух поднимается вверх, а затем опускается по обе стороны полосы.

В некоторых, наиболее интенсивных циклонах прослеживается два или более концентрических стен глаза. То есть конвекция организуется в мощных кольцах циклона.

17. Что такое «Ров» (Moat) в урагане?

Термином «Ров» обычно называют область между стеной глаза и наружной полосой Cb (см. рисунок). Ров является регионом со сравнительно небольшими осадками.

18. Как формируются тропические циклоны?

Для формирования тропического циклона, необходимы следующие условия в данном месте:
- высокая температура воды (не менее 26,5° С) до глубины около 50 м, способствующая сохранению гроз и конвекции;
- нестабильность атмосферы (резкое падение температуры воздуха с высотой), это способствует выделению теплоты конденсации на высоте;
- относительно влажный слой в средней тропосфере (на высоте до 5 км); высокая влажность способствует дальнейшему развитию возмущения;
- расстояние от экватора не менее 500 км (чем дальше от экватора, тем больше сила Кориолиса, которая играет значительную роль в формировании урагана);
- Ранее существующее приповерхностное возмущение с достаточным вращением и конвергенцией. Тропические циклоны не могут возникнуть спонтанно;
- Низкие значения (менее 10 м/с) вертикального сдвига ветра между поверхностью и верхней тропосферой, т.к. большие его значения негативно действуют на развитие циклона.

Но этих условий не достаточно, поэтому много возмущений в дальнейшем не развиваются. Внутри МКК часто зарождаются тёплые вихри. Эти мезовихри имеют горизонтальные размеры 100 – 200 км и наиболее мощные в средней тропосфере (ок. 5 км), а у поверхности не прослеживаются. Повидимому они вносят огромный вклад в дальнейшую эволюцию циклона.

B>19. Почему для образования тропического циклона требуется очень тёплая вода?

Тропические циклоны можно считать двигателями, топливом для которых служит тёплый и влажный воздух. Этот тёплый воздух поднимаясь охлаждается и формирует Cb в виде полос и стены глаза урагана. При конденсации водяного пара в капли выделяется скрытая теплота. В 1948 г. Эрик Палмен установил, что для развития тропического циклона, температура океанических вод должна составлять не менее 26,5? С до глубины около 50 м. Это значение связано с нестабильностью в атмосфере в тропических широтах. При более высокой температуре происходит глубокая конвекция, а при более низком значении атмосфера стабильна и поэтому не происходит грозовой деятельности (конвекции).

20. Что такое Слой воздуха из Сахары (SAL)?

Saharan Air Layer – это слой очень сухого и пыльного воздуха, который формируется над Сахарой на протяжении с весны по осень и обычно движется от туда в сторону тропической Атлантики. SAL как правило, распространяется на высотах 1500 – 6000 м. Он содержит в себе большое кол-во пыли, имеет низкую влажность (менее 50%) и сопровождается сильными ветрами (10 – 25 м/с). Известно, что SAL негативно влияет на интенсивность тропических циклонов. Её сухой воздух способствует ослаблению циклона, т.к. препятствует восходящим движениям, а сильные ветры существенно увеличивают сдвиг ветра в районе шторма. Пыль, содержащаяся в этом воздухе также влияет негативно. SAL могут простираться вплоть до Карибского бассейна.

21. Что такое neutercane?

Это небольшая (меньше 100 миль в диаметре) система с низким давлением, которая имеет характеристики как тропического, так и внетропического циклона. От субтропических циклонов они отличаются своими размерами и тем, что иногода формируются в пределах МКК.

22. Почему наибольшая скорость ветра в ураганах наблюдается справой стороны в северном полушарии и слевой - в южном?

Доказано, что самые сильные ветры в урагане располагаются по правой его стороне, потому что движение урагана также вносит свой вклад в его циркулирующие ветры. В урагане со средней скоростью ветров 145 км/ч по правую его сторону будут ветры со скоростью 160 км/ч, а по левую – 130 км/ч при поступательном движении шторма со скоростью 16 км/ч. Для тропических циклонов Южного полушария всё будет наоборот – максимальные ветры наблюдаются по левую сторону урагана, т.к. в Южном полушарии вращение урагана происходит по часовой стрелке.

23. Какое количество энергии производит ураган?

Энергетику урагана можно оценить двумя способами:
a. Как общий объём энергии, полученный в результате конденсации водяного пара в урагане, или
b. Как сумму кинетической энергии, необходимую для поддержания сильных ветров в урагане.

Существует 2 метода оценки общей энергии урагана:
I метод: общее количество энергии, высвобожденное в процессе формирования облаков и осадков.
Ураган в среднем производит 15 мм осадков в день на площади, равной кругу, радиусом 665 км (большее количество осадков выпадает в стене глаза и в rainbands). Преобразование этого количества осадков в объём даёт около 2.1 x 10 16 см 3 в день. 1см 3 осадков весит 1 гр. Используя скрытую теплоту конденсации, нетрудно подсчитать, что это количество образовавшегося дождя дает около 5,2 х 10 19 Дж / день или 6,0 х 10 14 Вт энергии!!!
II метод: количество кинетической энергии (энергии ветра).

Для зрелого урагана сумма производимой кинетической энергии равна этому количеству рассеянной из-за трения. Используя скорость ветра 40 м/с на расстояние 60 км получаем норму рассеяния, равную около 1,3 х 10 17 Дж / день или 1,5 х 10 12 Вт энергии.

24. Что такое «Концентрические циклы стены глаза» ("Concentric eyewall cycles")?

Это явление происходит в интенсивных тропических циклонах, соответствующих категориям 3, 4 и 5 по шкале Саффира-Симпсона со скоростями ветра более 185 км/ч. Тропические циклоны, достигнув такой категории обычно имеют (но не всегда) стену глаза и радиус максимальных ветров 10 – 25 км. В этот момент некоторые из внешних rainbands могут организовываться во внешнее кольцо гроз (внешняя стена глаза), которое медленно движется внутрь, лишая внутреннюю стену глаза необходимой влажности и момента движения. На протяжении этой фазы, ураган ослабляется (максимальные ветры ослабевают, а давление в центре повышается), т.к. внутренняя стена становится «зажатой» внешней. В результате, внешняя стена глаза заменяет внутреннюю полость и ураган возобновляет свою интенсивность до прежней, а иногда и сильнее.

25. В какое время года наблюдается сезон ураганов в различных частях мира?

Сезон ураганов в Атлантике официально продолжается с 1 июня по 30 ноября. Максимальная их интенсивность приходится на первую половину сентября.

Сезон ураганов в северо-восточной части Тихого океана официально продолжается с 15 мая по 30 ноября.

В северо-западной части Тихого океана тропические циклоны (тайфуны) могут развиваться круглый год. Поэтому здесь нет официального сезона тайфунов. Но есть небольшой минимум циклонической активности в феврале – начале марта, а основной сезон продолжается с июля по ноябрь с пиком в конце августа – начале сентября.

Север Индийского океана имеет двойной пик активности циклонов – в мае и ноябре, но сезон продолжается с апреля по декабрь. Сильные тропические циклоны (более 33 м/с) в этом регионе происходят преимущественно с апреля по июнь и с конца сентября по начало декабря. Юго-запад и юго-восток Индийского океана имеют очень похожие годовые циклы активности циклонов, которые начинаются в конце октября – начале ноября, имея 2 пика активности: в середине января и в конце февраля - начале марта. Конец сезона отмечается в мае.

В юго-западной части Тихого океана сезон тропических циклонов начинается в конце октября – начале ноября, достигая пика в конце февраля – начале марта.

Во всём мире наиболее активным месяцем является сентябрь, а наименее активным – май.

26. Почему в Южной Атлантике тропические циклоны встречаются очень редко?

В марте 2004 года в Южной Атлантике сформировался ураган DID, который обрушился на побережье Бразилии. Это был только второй тропический циклон за последние 60 лет! Остаётся вопрос, почему в этом регионе ураганы настолько редки. Многие причину этого видят в относительно низкой температуре поверхности океана, но главная причина заключается в том, что в этом районе в тропосфере от приповерхностного слоя до высоты 200 гПа существует сильные вертикальный сдвиг ветра. Следствием этого является отсутствие внутритропической зоны конвергенции (ВЗК). А без ВЗК появление крупномасштабных синоптических вихрей становится практически невозможным. Однако есть документальные сведения о сильной тропической депрессии, которая сформировалась у побережья Конго в середине апреля 1991 г. Этот шторм продолжался около 5 дней и перемещался на юго-запад, к центру Южной Атлантики. Однако не проводились исследования относительно условий, которые сопровождали это редкое событие.

27. Какова грозовая активность в тропических циклонах?

Как ни странно, но во внутренней части урагана (в пределах 100 км от центра) молнии происходят не так часто. И только около дюжины или меньше ударов облако-земля в час происходит вокруг стены глаза. Однако на расстоянии около 100 км вокруг шторма количество вспышек может составлять около 100 в час. Такая слабая грозовая активность внутренней части урагана объясняется некоторыми особенностями Cb. В районе формирования этих Cb недостаточно развиты восходящие потоки. Из-за слабых восходящих потоков существует недостаток переохлаждённой воды в стене глаза, следствием чего является очень слабая грозовая деятельность. А большее количество молний во внешней части урагана связано с более конвективными rainbands. Блэк (1975 год) высказал мнение, что резкое повышение конвекции внутри циклона, которое сопровождается увеличением грозовой активности свидетельствует об интенсификации урагана. Как оказалось позже – чаще всего это правда.

28. Почему ураганы не встречаются в районе экватора?

Ближе 5° широты к экватору тропические циклоны наблюдаются редко, так как отклоняющая сила вращения Земли здесь слишком мала, чтобы могла развиться сильная циклоническая циркуляция: возникающие здесь разности давления должны быстро заполняться.

29. Что такое «Взрывное углубление циклона»?

Это падение давления в тропическом циклоне со скоростью не менее 2,5 мб/час в течение, по крайней мере, 12 часов или со скоростью не менее 5 мб/час в течение 6 часов.

Что такое «Эффект Фуджихара»?

Это явление, при котором два или более близко расположенных друг к другу тропических циклона циклонически вращаются вокруг общей точки (наподобие бинарных систем в космосе). При этом расстояние между взаимодействующими циклонами должно быть не более 1450 км. В северном полушарии это вращение происходит против часовой, а в южном по часовой стрелке. Это явление наиболее распространено в северной части Тихого океана.

Каковы признаки прохождения урагана через данный пункт?

За 96 часов до появления глаза:
на первый взгляд нет никаких признаков шторма. Атмосферное давление стабильно, ветер лёгкий и переменчивый. На небе отдельные кучевые облака. Но усидчивый наблюдатель заметит выпуклости на поверхности океана, которые каждые 10 сек. обрушиваются на берег в виде волн, высотой около 1 метра. Эти волны, порождённые ураганом, могут быть легко замаскированы обычными ветровыми волнами.

За 72 часа до появления глаза:
мало что изменилось, разве что выпуклости стали около2 метров высотой и обрушиваются на берег каждые 9 секунд. Это означает, что ураган по-прежнему далеко за горизонтом, но постепенно приближается.

За 48 часов до появления глаза:
Кучевые облака ушли, небо ясное, давление стабильно, а ветер спокойный. Выпуклости уже 3 метра в высоту и идут через каждые 8 секунд. Даётся команда для эвакуации густонаселённых районов.

За 36 часов до появления глаза:
Первые признаки урагана. Давление постепенно падает, скорость ветра около 5 м/с, выпуклости уже составляют 4 м в высоту и двигаются обособленно через каждые 7 секунд. На горизонте появляется сплошная масса перистых облаков, которая постепенно покрывает большую часть горизонта.

За 30 часов до появления глаза:
Небо затянуто сплошной облачностью. Давление падает со скоростью около 1 мб/час, ветер усилился до 10 м/с. Выпуклость повторяется через 5 секунд, начинают появляться маленькие барашки. Передаётся предупреждение об урагане и продолжается эвакуация.

За 24 часа до появления глаза:
На небе пасмурно и появились низкие быстродвижущиеся облака (Frnb). Давление падает на 2 мб/час, ветер усилился до 15 м/с. На море много пены и вздутий. К этому времени должна быть окончена эвакуация и завершиться все приготовления.

За 18 часов до появления глаза:
Низкие облака более мощные, несут с собой прерывающийся сильный дождь, сопровождающийся порывистым ветром. Давление продолжает падать, ветер усилился до 20 м/с. Ходьба против ветра затруднена.

За 12 часов до появления глаза:
Заряды сильных дождей становятся всё чаще, ветер усиливается до 33 м/с. По воздуху летают разные предметы и листья. Уровень моря постоянно повышается. Давление падает ещё стремительнее.

За 6 часов до появления глаза:
Дождь льёт безпрерывно, скорость ветра составляет 40 м/с или более. Из-за этого дождь идёт горизонтально. Давление падает очень резко. В воздухе летают любые предметы, происходят всевозможные разрушения, штормовой нагон увеличивается. Поверхность моря белая.

За 1 час до появления глаза:
Ливень льёт сплошным потоком. Низинные районы затоплены от дождя. Давление невообразимо падает. Скорость ветра составляет более 45 м/с. Прибрежные дороги затоплены, волны более 5 м высотой. Самый суровый момент времени!

Глаз:
После достижения своего пика, ветер стихает, осадки прекращаются внезапно и небо начинает просветливаться. Но давление продолжает падать на 3 м/б в час. Штормовой нагон наибольший. Ветер стихает полностью. Воздух тёплый и влажный. Можно увидеть вокруг возвышающиеся до 14 км облака, освещённые Солнцем. Давление на некоторое время остановилось, а затем начало стремительно повышаться. Ветер стал немного сильнее и начал дуть с противоположной стороны.

1 час после появления глаза:
Небо потемнело, ливень и ветер стали такими, как 2 часа раньше. Штормовой нагон начал уменьшаться, но огромные волны продолжают обрушиваться на берег. Давление растёт со скоростью 2 мб/час, ветер больше 45 м/с.

6 часов после появления глаза:
Ливень продолжается, но ветер уменьшился до 40 м/с. Штормовой нагон отходит, увлекая за собой в океан разный мусор.

12 часов после появления глаза:
Ливень идёт периодически и ветер постепенно уменьшается после каждого периода дождя. Основание облаков как и давление повышается. Скорость ветра ещё остаётся в районе ураганной – 30 м/с, а океан покрыт пеной.

24 часа после появления глаза:
Низкие облака разрываются на небольшие фрагменты. Давление растёт с прежней скоростью, ветер уменьшился до 15 м/с. Штормовая волна полностью отошла с берега, но поверхность моря всё ещё охвачена барашками и пеной.

36 часов после появления глаза:
Сплошная облачность распалась, слой перистых облаков почти полностью скрылся за горизонт. Небо стало чистым, давление растёт незначительно, скорость ветра составляет около 5 м/с. Вокруг различные разрушения (в зависимости от категории урагана).

32. Каким образом формируется ураган?

Первым этапом формирования урагана является появление скоплений небольших грозовых облаков в тропических широтах (мезомасштабные конвективные комплексы). Эти комплексы (или кластеры), которые в конечном итоге могут перерасти в ураган (тайфун), носят название «Тропическое возмущение» и является первой стадией развития циклона. Тропическое возмущение (ТВ) образуется, когда происходит конвергенция пассатных ветров (trade winds) в тропических широтах. В следствие этого в атмосфере создаётся неустойчивость, которая является импульсом к формированию шторма. Такая ситуация создаётся около экватора, где сходятся восточные ветры, формируя грозовые очаги. Эта область носит название «Внутритропическая зона конвергенции» (ВЗК). Но большинство Атлантических ураганов формируется из другого вида ТВ, называемых «Восточные волны» . Эта волна вызывает конвергенцию ветров, которые усиливают грозовую деятельность на восточной стороне волны. ТВ на синоптической карте не прослеживается, т.к. не имеет замкнутых изобар.

ТВ входит во вторую фазу развития, называемую «Тропическая депрессия» , когда скорость ветра в нём достигает 37 км/ч. В тропической депрессии (TD) начинает незначительно падать давление, появляется 1 замкнутая изобара. Давление начинает падать, поскольку водяной пар, находящийся в пределах шторма конденсируется, выделяя в атмосферу скрытую теплоту конденсации. Это добавление тепла вынуждает атмосферный воздух расширяться, поэтому он внутри депрессии становится менее плотным и поднимается вверх на тысячи метров. На высоте этот воздух охлаждается и водяной пар в нём конденсируется, добавляя ещё больше тепла. В результате, вверх будет подниматься ещё большее кол-во воздуха, выделяя в результате конденсации ещё больше тепла и т.д. Этот процесс происходит лавинообразно, в результате чего внутри шторма температура постоянно растёт, поэтому атмосферное давление в центре депрессии падает ещё ниже. Поскольку давление падает, то приземный воздух, насыщенный водяным паром, втягивается внутрь, выделяя ещё больше тепла в центре шторма. В результате, облака становятся всё плотнее, а осадки сильнее. Охлаждённый на высоте воздух начинает опускаться вниз вокруг депрессии, вытесняя ещё больше влажного воздуха вверх. Таким образом, существует замкнутая циркуляция воздушных потоков (см. рис.). Т. к. этот цикл продолжается, то давление в центре TD падает ещё больше, следовательно скорость ветра у поверхности постоянно растёт. И когда она достигает 63 км/ч, тогда депрессия вступает в третью фазу развития, которая называется «Тропический шторм». В этот момент начинает прослеживаться глаз бури, на синоптической карте появляется 2 – 3 замкнутые изобары. В этот момент главную роль играет сила Кориолиса, которая придаёт шторму вращательное (циклоническое) движение, а также определяет траекторию его перемещения. На данном рисунке представлено действие силы Кориолиса на ураган Изабель в Северном полушарии. Красными стрелками отмечена сила Кориолиса, синими – градиентная сила, чёрными – воздушные потоки.

Когда скорость ветра в тропическом шторме достигает 119 км/ч, то он официально считается ураганом (тайфуном).

Последняя стадия существования урагана – его диссипация (разрушение).

ШКАЛА САФФИРА - СИМПСОНА

33. Как влияет тропический циклон на температуру поверхности океана?

Прохождение тропического циклона над водной поверхностью не редко приводит к существенному охлаждению поверхности океана, что в дальнейшем может повлиять на развитие циклона. Это охлаждение поверхности моря вызвано главным образом, апвеллингом холодной воды из глубины океана. Также дополнительное охлаждение вызывается падением большого количества дождевых капель. Облачный покров может также играть роль в охлаждении океана, ограждая океанскую поверхность от прямого солнечного света. Совокупность этих эффектов вызывает резкое понижение температуры поверхности моря.

34. Что такое «Гиперураган» (hypercane)?

Гиперураган – это гипотетический вид экстремальных тропических циклонов, который может сформироваться, если температура поверхности океана достигнет примерно 50 °С, что может произойти в связи с падением астероида или кометы, извержениями вулканов или при стремительном глобальном потеплении. Этот термин придумал учёный Кэрри Эммануэль из Массачусетского Технологического университета. в 1994 году.

Согласно расчётам, скорость ветра в гиперурагане будет превышать 800 км/ч, атмосферное давление составит меньше 700 гПа. Размер гиперурагана может быть сопоставим с Северной Америкой. Он вызовет штормовые нагоны высотой 18 м, а его глаз будет иметь 322 км в поперечнике. Облака гиперурагана будут достигать средней стратосферы (до 32 км). Из-за этого он может разрушить озоновый слой.

35. Как разрушается тропический циклон?

Тропический циклон может перестать существовать по нескольким причинам. Одна из главных причин – если он движется над поверхностью земли. В этом случае приземный воздух более холодный, а главное – менее влажный. Поэтому «топливо» в ураган не поступает и он начинает разрушаться. На этом его существование заканчивается.. Но иногда тропический циклон может регенерировать, выходя на тёплое течение. Также циклон может затухнуть, если остаётся практически неподвижным на одном месте, охлаждая поверхность моря под собой более чем на 5 °С. В любом случае тропический циклон превращается либо в тропическую депрессию, постепенно размываясь, либо переходит во внетропический циклон на полярном фронте.

36. Что такое «Эффект стадиона»?

Такое явление наблюдается в довольно мощных циклонах. Это явление заключается в том, что облака стены глаза располагаются под некоторым наклоном от центра с высотой. При этом диаметр глаза на верху значительно больше, чем у поверхности, т.к. воздух стены поднимается по изолиниям равного углового момента, которые также наклонены наружу от глаза и с высоты это напоминает стадион. Это явление чаще происходит в маленьких глазах.

37. Что такое «Максимальная потенциальная интенсивность»?

Доктор Керри Эммануэль создал математическую модель около 1988 года для вычисления предельной интенсивности тропического циклона на основании температуры поверхности моря и вертикальных профилей атмосферы.Эта модель не учитывает вертикальный сдвиг ветра.

38. Что такое «CLIPER»?

Это компьютерная модель прогнозирования траектории перемещения урагана на 3 или 5 дней. До конца 1980-х годов это была самая точная модель. Также есть r-CLIPER – версия для прогнозирования осадков.

Тропические циклоны, ураганы, тайфуны

Особо опасным явлением природы являются глубокие циклоны различного происхождения, с которыми связаны сильные ветры, обильные осадки, нагоны и высокие ветровые волны в море. Глубина циклона определяется значением давления воздуха в его центре.

Размеры и мощность глубоких циклонов зависит от многих факторов и, в первую очередь, от места их зарождения. Наибольшей мощностью отличаются циклоны, зародившиеся в тропической полосе широт. Их называют тропическими в отличие от внетропических циклонов (extratropical cyclones), среди которых выделяют циклоны умеренных широт и арктические циклоны. Чем выше географическая широта зарождения циклона, тем меньше его предельная мощность.

Тропические циклоны несут в себе колоссальные запасы энергии и обладают большой разрушительной силой. Кинетическая энергия среднего по размерам тропического циклона сравнима с энергией взрыва нескольких мощных водородных бомб и составляет около 10 % всей кинетической энергии северного полушария.

Наиболее часто (в 87 % случаев) тропические циклоны возникают между широтами 5° и 20°. В более высоких широтах они возникают лишь в 13 % случаев. Никогда не отмечалось возникновение тропических циклонов севернее 35° с. ш. и южнее 22° ю. ш.

Тропические циклоны могут возникать в любое время года в тропических частях всех океанов, за исключением юго-восточной части Тихого океана и южной части Атлантики. Чаще всего они образуются в северной части тропической зоны Тихого океана: здесь в среднем за год прослеживается около 30 циклонов. Основной сезон развития тропических циклонов - август-сентябрь, зимой и весной их повторяемость весьма незначительна.

Тропические циклоны обычно зарождаются над океанами, а затем движутся над их акваториями и выходят на побережье континентов, островов, обрушивая на них сильнейшие ветры, потоки дождя, вызывая нагонную волну до 8 м высотой, а также волны в открытом море, высотой свыше 10 м.

Тропические циклоны, достигшие значительной интенсивности, в каждом районе имеют свое название. В восточной части Тихого океана и в Атлантике их называют ураганами (от испанского слова «уракан» или английского «харикейн»), в странах полуострова Индостан - циклонами или штормами, на Дальнем Востоке - тайфунами (от китайского слова «тай», что означает сильный ветер). Есть и менее распространенные местные названия: «вилли-вилли» -в Австралии, «вилли-вау» - в Океании и «багио» - на Филиппинах.

Для описания интенсивности тропических циклонов используется шкала Саффир-Симпсона (Saffir-Simpson scale), приведенная в табл. 3.3.1.1. Из нее видно, что по мере углубления циклона в нем возрастает скорость ветра и высота нагонной волны, а сам циклон классифицируется либо как шторм, либо как ураган с первой по пятую категории.

Эта шкала используется практически всеми центрами по наблюдениям за ураганами и тайфунами. В последнее время шкала Саффир-Симпсона стала использоваться и для классификации глубоких внетропических циклонов, достигших силы штормы или урагана. Из этой таблицы следует, что ураганы и тайфуны имеют пять категорий (от урагана или тайфуна первой категории H1 до урагана или тайфуна пятой категории Н5). Тропические депрессии и тропические штормы на категории не делятся.

Таблица 3.3.1.1. Шкала тропических циклонов

Тип	Категория	Давление, мб	Ветер, км/ч	Высота нагона, м	Тропическая депрессия	TD		<63		Тропический шторм	TS		63-117		Ураган	H1	>980	119-152	1,3-1,7	Ураган	Н2	965-980	154-176	2,0-2,6	Ураган	НЗ	945-965	178-209	3,0-4,0	Ураган	Н4	920-945	211-250	4,3-6,0	Ураган	Н5	<920	>250	>6

В жизненном цикле тропического циклона можно выделить четыре стадии:

1. Стадия формирования. Начинается с появления первой замкнутой изобары. Давление в центре циклона опускается до 990 мб. Лишь около 10 % тропических депрессий получает дальнейшее развитие.

2. Стадия молодого циклона, или стадия развития. Циклон начинает быстро углубляться, т.е. отмечается интенсивное падение давления. Ветры ураганной силы образуют вокруг центра кольцо радиусом 40-50 км.

3. Стадия зрелости. Падение давления в центре циклона и увеличение скорости ветра постепенно прекращаются. Область штормовых ветров и интенсивных ливней увеличивается в размерах. Диаметр тропических циклонов в стадии развития и в зрелой стадии может колебаться от 60-70 до 1000 км.

4. Стадия затухания. Начало заполнения циклона (роста давления в его центре). Затухание происходит при перемещении тропического циклона в зону более низких температур поверхности воды или при переходе на сушу. Это связано с уменьшением притока энергии (тепла и влаги) с поверхности океана, а при выходе на сушу еще и с увеличением трения о подстилающую поверхность.

После выхода за пределы тропиков тропический циклон может потерять свои специфические свойства и превратиться в обычный циклон внетропических широт. Случается и так, что тропические циклоны, оставаясь в тропиках, выходят на материк. Здесь они быстро заполняются, но при этом успевают произвести много разрушений.

С давних лет существует практика присваивания разрушительным ураганам и тайфунам имен собственных. В разные времена принципы присваивания имен менялись. На протяжении сотен лет ураганам Карибского бассейна присваивались имена святых по церковному календарю, на день которых приходилось обрушение разрушительного урагана на крупный населенный пункт.

Под этими именами ураганы входили в летописи и легенды. Примером является ураган Санта Анна, обрушившийся 26 июля 1825 г. на Пуэрто-Рико с исключительной силой. В конце XIX в. австралийский метеоролог Клемент Рэгг стал называть тропические штормы женскими именами. С 1953 г. Национальный центр ураганов США стал публиковать предварительные списки, по которым получали имена атлантические тропические штормы.

До 1979 г. в нем употреблялись только женские имена. С 1979 г. используются как женские, так и мужские имена. Практика составления предварительных списков ураганов и тайфунов распространилась на все регионы. Сейчас таких регионов в Мировом океане насчитывается 11. Эти предварительные списки по всем регионам создаются и обновляются специальным международным комитетом Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Поражающие факторы ураганов и тайфунов:

Кинетическая энергия ветра;

Интенсивные осадки;

Нагонная волна;

Штормовые волны значительной высоты.

Сопутствующие ОЯП: сильный ветер, сильное волнение, интенсивные дожди, сильный град, паводки, наводнения, обвалы, оползни, эрозия и переработка берегов.

Ураганы наносят колоссальный ущерб побережьям Северной и Южной Америки, островам на пути их распространения. Они обрушиваются на эти побережья с частотой один раз в несколько лет, образуя иногда серии в течение одного года. Один из самых разрушительных ураганов - Mitch в октябре 1998 г. унес жизни 10000 человек в Гондурасе и Никарагуа и оставил без крыши над головой 2 млн. человек.

Ураган вызвал самые сильные наводнения в этих странах за последние двести лет. Общий экономический ущерб от действия урагана превысил 5 млрд. долл. США. Наибольший в мире экономический ущерб нанес ураган Andrew, пронесшийся над территорией США с 23 по 27 августа 1992 г. Страховщики выплатили 17 млрд. долл. США, что покрыло около 57 % убытков от урагана.

Слаборазвитые страны Карибского бассейна несут тяжелейшие ущербы от ураганов, последствия которых они восстанавливают годами. Ураганы в средних широтах бывают редко: один раз в 8-10 лет. В январе 1923 г. ураган захватил всю Европейскую часть СССР, центр урагана прошел через Вологду. В сентябре 1942 г. ураган пронесся над центральными районами Европейской части нашей страны.

Разница давлений была очень велика, а поэтому местами образовывались ветры ураганной скорости. Обычная скорость движения циклонов - 30-40 км/ч; но бывают скорости более 80 км/ч. Сентябрьский циклон 1942 г. за одни сутки прошел 2400 км (т.е. скорость его передвижения была 100 км/ч). 18 ноября 2004 г. ураган обрушился на Германию, затем переместился на Польшу и Калининград.

В Германии скорость ветра достигала 160 км/ч, в Польше 130 - км/ч, в Калининграде - 120 км/ч. В этих странах погибло 11 человек, из них 7 в Польше. Везде ураган вызвал наводнения, обрывы линий электропередачи, повреждения крыш домов, вывернул деревья.

Ежегодные убытки от тайфунов приносят значительный урон экономике ряда стран Азии. Большинство экономически слаборазвитых стран с большим трудом восстанавливают ущерб, причиняемый тайфунами. Из 25-30 тайфунов, которые каждый год появляются над западной частью Тихого океана, на Японское море и Приморский край, т.е. на территорию России, выходят в различные годы от одного до четырех тайфунов, принося резкое ухудшение погоды и вызывая значительные экономические ущербы.

Все они возникают над океаном к северо-востоку от Филиппин. Средняя продолжительность существования тайфуна составляет 11 дней, а максимальная - 18 дней. Минимальное давление, наблюдавшееся в таких тропических циклонах, колеблется в широких пределах: от 885 до 980 гПа, но при выходе тайфунов на нашу территорию давление в их центрах повышается до 960-1005 гПа.

Максимальные суточные суммы осадков достигают 400 мм, а скорость ветра - 20-35 м/с. В 2000 г. на территорию Приморья вышли четыре тайфуна, один из которых - BOLAVEN - оказался самым разрушительным: было затоплено 116 населенных пунктов, повреждено 196 мостов и около 2000 км автомобильных дорог. В общей сложности пострадало 32 000 человек и один человек погиб. Экономический ущерб составил более 800 млн. руб.

Прогноз ураганов и тайфунов, обнаружение их зарождения, отслеживание их траекторий является важнейшей задачей метеорологических служб многих стран, в первую очередь, США, Японии, Китая, России. Для решения этих задач используются космические методы мониторинга, моделирование атмосферных процессов, синоптические прогнозы.

Для уменьшения ущерба от ураганов и тайфунов, в первую очередь, в части человеческих жертв, используются методы оповещения, эвакуации, адаптации промышленных процессов, инженерная защита берегов, зданий, сооружений.

Архивная статья из № 6 (42) за 2005 г.

Тропические циклоны – одно из наиболее удивительных и, в то же время, грозных и разрушительных природных явлений на Земле, буйствующих над тропическими акваториями всех океанов, за исключением южной Атлантики и юго-востока Тихого океана.

На нашей планете, в среднем, в год наблюдается около 80 тропических циклонов.

Интенсивные тропические циклоны в каждом регионе имеют свое название. В Атлантике и на северо-востоке Тихого океана их называют ураганами; на северо-западе Тихого океана – тайфунами; в Аравийском море и Бенгальском заливе – циклонами; в южной части Индийского океана – орканами; у побережья Австралии – вилли-вилли; в Океании – вилли-вау; на Филиппинах – багио.

Тропические циклоны – это огромные вихри, достигающие в диаметре 1000-1500 км и простирающиеся на всю толщу тропосферы. Отличительная особенность тропических циклонов – значительное падение давления на малых расстояниях, что приводит к образованию ураганных ветров. Давление в центре развитых циклонов составляет порядка 950-960 гПа (минимальное из зарегистрированных – 855 гПа).

Тропические циклоны возникают над теплыми океаническими водами в тропиках обоих полушарий в широтной зоне 5-20°. Они являются грозным порождением взаимодействия океана и атмосферы.

Большая часть тропических циклонов образуется во внутритропической зоне конвергенции – зоне сходимости пассатных ветров двух полушарий, или пассатов, и экваториальных западных ветров. Для такой зоны конвергенции характерно наличие возмущений различной интенсивности – часть из них достигает стадии тропических депрессий, некоторые из которых, при благоприятных условиях, развиваются в тропический шторм и ураган. Что же способствует зарождению и дальнейшей интенсификации тропического циклона? Прежде всего, это наличие начального возмущения и незначительный горизонтальный сдвиг ветра между нижней и верхней тропосферой. Для создания эффекта «закручивания» необходимо достаточное значение силы Кориолиса, обусловленной вращением Земли вокруг своей оси – тропические циклоны не образуются вблизи экватора, где горизонтальная составляющая этой силы равна нулю. Одним из условий образования тропических циклонов является наличие влажного неустойчивого воздуха и развитие конвекции.

Наконец, это существование источника энергии – термический потенциал океана. Проще говоря, тропические циклоны образуются над океаном, если температура его поверхности превышает 26°С. Океан поставляет значительную часть теплоты, необходимой для поддержания низкого давления в центре циклона. С ростом температуры воды возрастает испарение и увеличивается поток так называемого скрытого тепла, которое формирует теплое ядро в средней тропосфере, обусловливающее резкое понижение давления в центре тропического циклона. Тропический циклон можно представить как тепловую машину, работа которой связана с океаном как с источником энергии и как с пусковым механизмом – начальный вихрь образуется над перегретой областью океана. Кроме того, тепловое состояние океана оказывает влияние и на траекторию тропических циклонов. Но в то же время эволюция тропических циклонов определяется и различными атмосферными процессами. Мы имеем дело со сложным комплексом взаимодействия океана и атмосферы.

Зрелый тропический циклон – мощнейший атмосферный вихрь, для которого характерны большие градиенты (перепады) давления и, следовательно, ураганные ветры – до 90 м/с, причем пояс максимальных ветров находится между 20 и 50 км от центра. В тропических циклонах развивается мощная облачность, количество осадков может достигать 2500 мм в сутки. В хорошо развитых циклонах наблюдается феноменальное явление – глаз бури – область, где небо проясняется, ветер ослабевает, иногда до штиля, на ее границе осадки внезапно прекращаются. Глаз окружен стеной мощных облаков. Спутниковые снимки обнаружили существование «горячих башен» – высотных зон дождевой облачности, которые расположены над «стенками» этого самого «глаза» гораздо выше основной части урагана. «Башни» простираются до самого «потолка» – верхних слоев тропосферы. Как полагают специалисты, «горячие башни» играют ключевую роль в процессе усиления мощи урагана. Кстати, такие «башни» были обнаружены и в урагане «Катрина». Появление глаза бури связано с увеличением центробежной силы по мере приближения к центру циклона. Средний диаметр «глаза» – 20-25 км, в разрушительных ураганах и тайфунах он составляет 60-70 км. Встречаются и двуглазые тропические циклоны.

Энергия тропического циклона очень велика; по подсчетам специалистов, средний тропический циклон вырабатывает количество энергии, равное нескольким тысячам атомных бомб.

За три недели ураган вырабатывает энергию, сопоставимую с той, что выработала бы наша Братская ГЭС за 26 тысяч лет. Человечество пока еще не в состоянии ни воспользоваться этой энергией, ни получить ее в таком количестве от каких-либо других источников.

Образовавшийся тропический циклон сначала перемещается с востока на запад, постепенно отклоняясь к более высоким широтам: в северном полушарии – к северо-западу. Но если циклон достигает 20-30° широты над океаном, он начинает огибать субтропический антициклон и его направление меняется на северо-восточное. Такая точка траектории называется точкой поворота. Траектории перемещения циклонов, в основном, криволинейные, иногда появляются даже «петли». Средняя скорость движения тропических циклонов внутри тропиков составляет всего 10-20 км/час. Выходя на сушу или в средние широты, тропический циклон затухает либо превращается в интенсивный циклон умеренных широт. Российское Приморье в летне-осенний период часто подвергается воздействию таких циклонов – бывших тайфунов, приносящих аномальные осадки и ураганный ветер. Так, в 1973 г. тайфун, вышедший на Приморье, принес во Владивосток более половины годовой суммы осадков. Автор статьи испытал на себе все «прелести» разбушевавшейся стихии, когда в августе 1979 г. тайфун «Ирвинг» обрушился на Дальний Восток, затопив Приморский и Хабаровский край.

В гидрометеорологической практике, в зависимости от скорости ветра, тропические возмущения подразделяются на тропическую депрессию, тропический шторм, сильный тропический шторм, тропический циклон, тайфун, ураган. В свою очередь последние делятся на пять категорий («ураганная» шкала Саффира-Симсона) в зависимости от скорости ветра. К пятой категории относятся ураганы со скоростями, превышающими 70 м/с.

Тропические циклоны, ставшие тропическими ураганами, получают свои имена. Эта традиция берет начало со Второй мировой войны, когда метеорологи военно-воздушных и военно-морских сил США вели наблюдение за тайфунами и, чтобы избежать путаницы, называли тайфуны именами своих жен или подруг. После войны национальная метеослужба США составила алфавитный список женских имен, чтобы облегчить общение и избежать затруднений при развитии нескольких циклонов в регионе. Когда же в 1979 г. наконец была понята настоящая сущность и сильной половины человечества, Всемирная метеорологическая организация (ВМО) совместно с национальной метеослужбой США включила в список и мужские имена. Справедливость восторжествовала. (Не все зло от женщины!) Эти списки используются постоянно и заранее составляются для каждого года и каждого региона. Однако в случае, если тропический циклон особенно разрушителен, имя, присвоенное ему, вычеркивается из перечня и заменяется другим. Так что можно вполне определенно сказать – мы больше никогда не услышим про ураган по имени «Катрина».

Разрушительный эффект тропических циклонов обусловлен ураганными ветрами, смертоносными потоками воды, которые обрушиваются на побережье с приходом урагана – до 20 миллионов тонн воды в день. Например, в январе 1966 года над островом Реюньон в Индийском океане пронесся тропический циклон «Денис», который принес невероятное количество осадков – 182 сантиметра за сутки. К ливневым осадкам добавляется «штормовой нагон» – подъем уровня океана, достигающий в экстремальных случаях 10 м. Наводнения, связанные со штормовыми нагонами, являются наиболее разрушительными последствиями ураганов. В 1970 году циклон «Ада» в Индийском океане затопил низменное побережье Бангладеш нагонными волнами. Тогда погибли более 300 тысяч человек. Ураган «Хьюго» в 1989 году обрушил на Южную Каролину стену воды высотой в 6 метров. Такой удар способен разрушить здания, дороги, размыть берега.

В северном полушарии «ураганный» сезон длится, в среднем, с мая по ноябрь. Наиболее продолжительный период развития тропического циклогенеза наблюдается на западе Тихого океана. По данным Гидрометцентра России, где собран банк данных о тропических циклонах по всему земному шару, в среднем на западе Тихого океана образуется 26 тропических циклонов. В Атлантике пик ураганов приходится на август-сентябрь и наблюдается порядка 9-10 циклонов в год. Исследования ученых показали, что в последние десятилетия в Атлантике возросла активность тропических циклонов. Так, с 1970 по 1979 г. их количество составило 81, с 1980 по 1989 – 96, с 1990 по 1999 – 105; причем в 1995 г. было зафиксировано 19 тропических циклонов (рекорд пока остается за 1933 г., когда в Атлантике сформировался 21 циклон). По прогнозам американских ученых эта тенденция сохранится и в первые десятилетия ХХI столетия, и уже нынешний 2005 г. может побить все рекорды. Связано это, прежде всего, с повышением температуры поверхности океана. Как показали спутниковые данные, в 2005 году температура поверхности воды в Атлантическом бассейне повысилась, по сравнению с предыдущими годами, в среднем на 2-4°С.

До последнего времени рекордсменом среди атлантических циклонов был ураган «Эндрю», пронесшийся над штатами Флорида и Луизиана в конце августа 1992 года и нанесший ущерб в размере 25 миллиардов долларов. Минимальное давление в его центре падало до 923 гПа, а скорость ветра достигала 76 м/с.

Однако «Катрина», по всей видимости, оказалась рекордсменкой по своим параметрам: минимальное давление в ее центре составило 902 гПа, а скорость ветра при этом превышала 75 м/с (порывы до 90 м/с). «Катрина» зародилась 23 августа 2005 г. к востоку от Багамских островов и, пройдя через юг Флориды и усилившись в Мексиканском заливе, где температура воды превышала 31°С, обрушилась на Новый Орлеан 29 августа 2005 года, разрушив дамбы и полностью затопив город. Число погибших превысило тысячу человек, а экономический ущерб составил десятки миллиардов долларов. Это был самый разрушительный ураган, когда-либо обрушившийся на побережье Северной Америки.

Вслед за «Катриной» к побережью США устремилась «Рита», ставшая семнадцатым тропическим штормом за сезон ураганов 2005 года.

К счастью, она ослабела, не успев причинить колоссального вреда. И «Катрина», и «Рита» зародились севернее обычных широт, где закручиваются атлантические тропические циклоны. Но самым необычным для Атлантики явился двадцатый ураган по имени «Винс». Он сумел завертеться в районе Азорских островов, что значительно севернее (30-35 параллель) обычного района их формирования. Правда, достичь большой интенсивности ему не удалось и, достигнув первой категории, «Винс» быстро ослабел до тропического шторма.

Тропические циклоны существенно перераспределяют энергию в атмосфере и поэтому, несмотря на свои «компактные» размеры, оказывают влияние на атмосферные процессы далеко за пределами своих «мест обитания». Например, климатологами подмечен интересный факт взаимосвязи частоты ураганов в Атлантике и хорошей погоды в Европе. Как правило, при усилении активности тропического циклогенеза, над Скандинавией формируются большие малоподвижные циклоны. По их периферии на большую часть Западной Европы распространяются ветры южных направлений, которые обеспечивают устойчивую теплую погоду. Восточная Европа при этом находится во власти антициклона, обусловливающего хорошую погоду. Так что наше затяжное «бабье лето» 2005 г. отчасти связано с «бушующей» Атлантикой.

Нет необходимости говорить о важности изучения тропических циклонов и прогноза их эволюции. Непосредственные измерения в циклоне практически невозможны, хотя много полезной информации было получено при самолетном зондировании и проведении специальных экспедиционных наблюдений. Современные методы исследования и прогноза тропических циклонов основаны на численном моделировании и использовании спутниковой информации, проведении лабораторных экспериментов. Разработаны методы прогноза возникновения, эволюции и направления перемещения этих циклонов на основе численных методов и спутниковых данных. Хотя точно рассчитать место зарождения тропического циклона пока невозможно, однако определить наиболее вероятную область его зарождения вполне реально. За последние 30 лет достигнуты значительные успехи при прогнозе траекторий перемещения циклонов.

Огромный ущерб, наносимый тропическими циклонами, ставит задачу не только прогноза их развития и движения, но и возможного влияния на них с целью уменьшения их интенсивности и изменения траектории перемещения. Предлагались самые разнообразные проекты: рассеивание облаков сухим льдом или йодистым серебром, охлаждение океана айсбергами, покрытие воды специальной масляной пленкой, облучение эпицентра урагана микроволнами из космоса или подрыва его водородными бомбами. Следует заметить, что все они достаточно дорогостоящие и могут оказаться абсолютно бессмысленными, если нет точного прогноза места зарождения, размеров и интенсивности циклона. Кроме того, невозможно просчитать последствия таких воздействий, которые могут оказаться не менее губительными, чем сам тропический циклон. Так что пока нам остается надеяться на улучшение методов прогноза тропических циклонов и адекватно реагировать на предупреждения специалистов. И уже сейчас, благодаря совершенствованию систем предупреждения и методов спасения людей, число человеческих жертв начало постепенно снижаться.

Текст: Ольга Разоренова (с.н.с. Института океанологии РАН)
Фото: Levan Mtchedlishvili