Эволюция тропического циклона

Согласно рекомендации Всемир­ной метеорологической организа­ции различают несколько стадий развития тропического циклопа. Основным критерием для опреде­ления степени развития принята скорость ветра:
Тропическая депрес­сия - TD до 17 м/с;
Тропический шторм - TS 17-23 м/с;;
Сильный тропический шторм-STS 24- 32 м/с;;
Ураган (тайфун) - Н (Т) более 33 м/с.;
Процесс эво­люции тропического циклона целесообразно разделить на пять стадий:
0 - тропическое возмущение;
1 - тропическая депрессия;
2 - тропиче­ский шторм;
3 - ураган (тайфун);
4 - разрушающийся тропический циклон;
Рассмотрим краткую харак­теристику каждой из пяти стадий.

Стадия 0 - тропическое возмущение

Облачный массив этой ста­дии циклона сформирован из кучевообразных, слоистообразных и песристообразных облаков. Форма его хаотична (неопределенна). Основным признаком воз­никновения возмущения в зоне облачной полосы или облачных масс является увеличение количества и мощности кучево-дождевых облаков и их постепенное сосредоточение в определенном районе. В районе образования возмущения усиливается конвек­ция. Наиболее часто тропическое возмущение наблюдается в зоне облачных полос. Анализ синоптической карты в районе возникновения циклона показывает, что циклопическая цирку­ляция у поверхности земли выражена слабо пли отсутствует (на карте в этом районе пет замкнутых изобар). С высотой циркуляция развивается интенсивней, чем у земли, а на картах барической топографии появляется одна, а иногда две замкнутых изогипсы. Увеличение скорости ветра в районе возникновения тропического возмущения еще не наблюдается, она остается небольшой.

Стадия 1-тропическая депрессия

Облачность этой стадии характеризуется следующими признаками:
1) плотный облачный массив отделен безоблачным или малооблачным пространством от основной облачной полосы, ориентированной вдоль линии конвергенции (будь то пассатная волна, внутрптропнческая зона конвергенции или линия сдвига), он как бы вкраплен в облачную полосу;
2) в облачном массиве обнаруживается некоторая упорядо­ченность в распределении облаков. Она проявляется в приобре­тении некоторой определенной формы и в появлении, чаще к западу от него, тонких гряд кучевых облаков. На первом этапе развития тропической депрессии облачный массив имеет форму дуги, которая своей выпуклостью обра­щена к востоку пли к северо-востоку. Западный, вогнутый край более сглажен и имеет резкое очертание.
Иногда вблизи запад­ного края облачного образования возникают гряды кучевых облаков, имеющие циклоническую кривизну. При дальнейшем развитии облачность тропической депрессии продолжает цикло­нически искривляться, приобретая вид спирали, напоминающей в северных тропиках по форме запятую. В южном полушарии система облачности депрессии имеет зеркально-обратную форму, т. е. вид перевернутой запятой. Эта форма облачности является характерной для стадии тропической депрессии, однако депрес­сия может и не иметь такой более или менее правильной формы. Форма облачности в виде запятой отражает определенный этап развития депрессии. В точке, где сходятся облачные гряды, на­блюдается усиленное развитие конвективной облачности, здесь обычно располагается центр депрессии. Скорость ветра в тропических депрессия достигает 15- 17 м/с. Когда тропическая депрессия углубляется и переходит в стадию тропического шторма, наблюдаются увеличение ско­рости ветра и расширение всей облачной системы, причем не­большая верхняя часть запятой, т. е. точка, разрастается и ста­новится центральным облачным массивом развивающегося циклона. Переход из одной стадии в другую осуществляется очень быстро. Однако следует заметить, что не все тропические депрессии развиваются дальше, большая часть их обычно затухает.

Стадия 2 - тропический шторм

Облачность тропического шторма сформирована из системы мощных конвективных обла­ков в форме одного витка спирали. Эта стадия является нача­лом собственно тропического циклона. Для тропического шторма характерно появление в облачной системе перистой облачности. Перистая облачность обычно возникает при скоростях ветра около 15 м/с вблизи центра циклона у поверхности Земли. Ее появление служит признаком быстрого углубления возникшего тропического циклона. Перистые облака формируются в виде полос, которые, как правило, обрываются по краям централь­ного, теперь уже ставшего основным, облачного вихря. Эта пе­ристая облачность маскирует своим покровом центр циклона и кучево-дождевые облака. Структурные особенности перистых облаков над тропическим циклоном указывают на наличие растекающегося потока, кото­рый связан с высотным антициклоном на их уровне. Антицикло­ническая циркуляция над тропическим штормом способствует оттоку воздуха из области, занятой им, и приводит к интенсив­ному падению давления у поверхности Земли. Таким образом, расположение перистых облаков служит индикатором направле­ния оттока воздуха на их уровне. Для стадии тропического циклона характерно появление на периферии циклона плотных спиралевидных полос облаков, которые конвергируют к центру по циклоническим линиям тока. Удаляясь от циклопа, полосы сужаются. Они сформированы из кучевообразных облаков яче­истой мезоструктуры. Приближаясь к центру: циклона, облачные полосы уходят под покров перистых облаков. Средняя ширина полос 200-300 км, а в отдельных случаях и более. Тропические штормы наиболее часто имеют две облачные полосы: одна из них располагается в юго-западной части тропического циклона, а вторая - в северо-восточной.

Стадия 3 - ураган (тайфун)

Дальнейшее углубление тропи­ческого циклона приводит к увеличению размера его облачной системы, при этом спиралевидные облачные полосы все больше концентрируются, навиваются вокруг центра циркуляции. Об­лачный массив становится почти круглым, имеющим форму диска. Такая облачная система характерна для урагана (тай­фуна), она располагается непосредственно над его центральной частью. От облачного массива отходят отдельные спиралевид­ные полосы облаков. На периферии облачной системы урагана иногда могут наблюдаться одна пли две плотные спирали. Края основного облачного массива, как правило, сглаженные и рез­кие, и хорошо выделяются на темном фоне поверхности океана. Обычно над ураганами (тайфунами) имеется плотный покров перистых облаков. Облака имеют полосы, расходящиеся от цен­тра урагана. В центре его облачной системы часто видно темное пятно или точка - это глаз бури. Струк­тура облачной системы этого тропического циклона показывает, что он достиг стадии зрелости - стадии урагана. На снимке виден плотный, круглый массив сплошной облачности, от него по часовой стрелке отходят (снимок получен в южном полуша­рии) спиралевидные полосы облачности. Хорошо прослежива­ются две основные полосы, подходящие к циклону с юго-востока и северо-запада. Облачные полосы состоят из мощных кучево-дождевых облаков, сформированных в ячейки. Это особенно четко видно в нижней правой части снимка, где ячейки кучево-дождевых облаков особенно велики.Основными опознавательными признаками тропических цик­лонов в стадии их максимального развития являются следую­щие:
1) компактный сплошной облачный массив в форме круго­вой зоны пли диска со сглаженными краями;
2) спиралевидные полосы кучево-дождевых облаков, отходя­щие от основного массива. Среди них могут быть две основные полосы, расположенные диаметрально противоположно;
3) плотный покров перистой облачности с характерными полосами;
4) в центре облачного массива часто видно темное пятно или точка - глаз бури;
5) в передней части тропического циклона - гряда кучево-дождевых облаков, линия шквала.
В стадии урагана тропический циклон имеет максимальную скорость ветра, достигающую 33 м/с и более. Стадия урагана является наиболее характерной для тропического циклона и са­мой длительной по времени (5-7 дней).

Стадия 4 - разрушающийся тропический циклон

Облачная система заключительной стадии в развитии тропического циклона хорошо прослеживается на ТВ и ИК снимках. Основные при­чины, приводящие к разрушению тропического циклона,- это изменение термодинамических условий, которые характерны для стадий циклона, рассмотренных ранее, в частности:
1) изменение синоптических условий;
2) переход на более холодную поверхность океана;
3) сближение урагана с полярным фронтом и втягивание последнего и систему тропического циклона;
4) выход урагана на сушу. Изменение начальных термодинамических условий приводит к тому, что тропический циклон лишается своих основных ха­рактерных особенностей, четко различаемых на снимках. Наи­более характерными признаками разрушающегося циклона являются следующие:
1) уменьшение мощности перистых облаков и частичное их исчезновение;
2) нарушение правильной круговой формы центрального облачного массива;
3) исчезновение четкости границы центрального облачного массива, край его становится лохматым;
4) потеря внутренней организованности; облачная система циклона, прежде в виде сплошного облачного массива, разби­вается на отдельные пятна; 5) уменьшение облачного массива.

Торнадо (исп. tornado «смерч»), смерч — атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. Развитие смерча из облака отличает его от некоторых внешне подобных и также отличных по природе явлений, например смерче-вихрей и пыльных (песчаных) вихрей. Обычно поперечный диаметр воронки смерча в нижнем сечении составляет 300—400 м, хотя, если смерч касается поверхности воды, эта величина может составлять всего 20—30 м, а при прохождении воронки над сушей может достигать 1,5—3 км. Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, взрываются изнутри из-за разности давлений. Это явление усиливает разрушения от смерча, затрудняет определение параметров в нем. Определение скорости движения воздуха в воронке до сих пор представляет серьёзную проблему. В основном оценки этой величины известны из косвенных наблюдений. В зависимости от интенсивности вихря скорость течения в нем может варьироваться. Считается, что она превышает 18 м/с и может, по некоторым косвенным оценкам, достигать 1300 км/ч. Сам смерч перемещается вместе с порождающим его облаком. Это движение может давать скорости в десятки км/ч, обычно 20—60 км/ч. Подсчитано, что энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы, подобной той, которую взорвали в США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945. Рекордом времени существования смерча можно считать Мэттунский смерч, который 26 мая 1917 года за 7 часов 20 минут прошёл по территории США 500 км, убив 110 человек. Ширина расплывчатой воронки этого смерча составляла 0,4—1 км, внутри неё была видна бичеподобная воронка. Другим знаменитым случаем торнадо является смерч Трех Штатов (Tristate tornado), который 18 марта 1925 года прошёл через штаты Миссури, Иллинойс и Индиана, проделав путь в 350 км за 3,5 часа. Диаметр его расплывчатой воронки колебался от 800 м до 1,6 км.

В Северном полушарии вращение воздуха в смерчах происходит, как правило, против часовой стрелки. Это может быть связано с направлениями взаимных перемещений масс воздуха по сторонам от атмосферного фронта, на котором формируется смерч. Известны и случаи обратного вращения. На соседних со смерчем участках происходит опускание воздуха, в результате чего вихрь замыкается. В месте контакта основания смерчевой воронки с поверхностью земли или воды может возникать каскад — облако или столб пыли, обломков и поднятых с земли предметов или водяных брызг. При формировании смерча наблюдатель видит, как навстречу опускающейся с неба воронке с земли поднимается каскад, который затем охватывает нижнюю часть воронки. Термин происходит от того, что обломки, поднявшись до некоторой незначительной высоты, не могут уже удерживаться потоком воздуха и падают на землю. Воронку, не касаясь с землёй, может окутывать футляр. Сливаясь, каскад, футляр и материнское облако создают иллюзию более широкой, чем есть на самом деле, смерчевой воронки.

Иногда вихрь, образовавшийся на море, называют смерчем, а на суше — торнадо. Атмосферные вихри, аналогичные смерчам, но образующиеся в Европе, называют тромбами. Но чаще все эти три понятия рассматриваются как синонимы

Дата добавления: 2015-07-26