Тропические циклоны

Зарождаясь над теплыми тропическими морями, ураган является самым мощным штормом на Земле, обширным вихрем с теплым ядром, который черпает свою энергию из океана и может опустошать побережья ветром, дождем и штормовым нагоном.

Definition

Тропический циклон — это интенсивная, с теплым ядром, вращающаяся система низкого давления, которая формируется над теплыми тропическими океанами и приводится в действие скрытой теплотой, выделяющейся при поглощении влаги с поверхности моря.

Scope

Эта тема охватывает структуру тропических циклонов, включая глаз бури, стенку глаза и спиральные дождевые полосы, условия и процессы их формирования и усиления, их движение, а также опасности, связанные с ветром, осадками и штормовым нагоном, которые они несут.

Core questions

• Какие условия необходимы для формирования тропического циклона?
• Как тропический циклон усиливается и что ограничивает его силу?
• Какова структура глаза, стенки глаза и дождевых полос?
• Какие опасности представляют тропические циклоны при выходе на сушу?

Key theories

Усиление за счет взаимодействия воздух-море

Тропические циклоны усиливаются посредством обратной связи, при которой сильные приповерхностные ветры усиливают испарение с теплого океана, подпитывая конвекцию в стенке глаза, что понижает центральное давление и еще больше усиливает ветры, вплоть до термодинамического потенциала интенсивности.

Структура вихря с теплым ядром

Выделение скрытой теплоты в стенке глаза нагревает ядро, что приводит к низкому центральному давлению, спокойному нисходящему глазу, кольцу интенсивной конвекции в стенке глаза и спиральным дождевым полосам зрелого шторма.

Mechanisms

Тропические циклоны формируются над океанами с температурой воды выше примерно 26 градусов Цельсия, где слабый вертикальный сдвиг ветра и существующее возмущение позволяют организованной конвекции развивать замкнутую циркуляцию. По мере усиления приповерхностных ветров они испаряют больше воды из теплого моря, и скрытая теплота, выделяющаяся в стенке глаза, нагревает ядро и понижает центральное давление, что, в свою очередь, ускоряет ветры в самоподдерживающемся цикле. Зрелый шторм имеет спокойный глаз, интенсивную стенку глаза и спиральные дождевые полосы, и ослабевает, как только перемещается над сушей или холодной водой.

Clinical relevance

Тропические циклоны являются одними из самых разрушительных природных явлений, вызывая катастрофические повреждения от ветра, внутренние наводнения от сильных дождей и смертоносные прибрежные штормовые нагоны, поэтому прогнозирование их траектории и интенсивности критически важно для эвакуации, управления чрезвычайными ситуациями и планирования прибрежных зон, а их реакция на потепление океана является актуальной проблемой.

History

Герберт Риль заложил основы тропической метеорологии в середине XX века, Уильям Грей определил условия окружающей среды, способствующие формированию циклонов, а Керри Эмануэль разработал теорию интенсивности взаимодействия воздух-море; спутники и разведывательные самолеты преобразовали наблюдение и прогнозирование этих штормов.

Key figures

• Herbert Riehl
• William Gray
• Kerry Emanuel

Seminal works

• emanuel2003
• markowski2010

Frequently asked questions

В чем разница между ураганом, тайфуном и циклоном?

Это один и тот же тип шторма, тропический циклон, но с разными региональными названиями: ураган в Атлантике и восточной части Тихого океана, тайфун в западной части Тихого океана и циклон в Индийском океане и южной части Тихого океана.

Почему тропические циклоны ослабевают над сушей?

Тропические циклоны питаются испарением из теплой океанской воды; как только они перемещаются над сушей, они отрезаются от этого источника влаги, а также замедляются поверхностным трением, поэтому они быстро теряют силу.