Ураган - что это такое?

Термин "ураган" имеет два значения. 

Во-первых, ураган - это очень сильный ветер, скорость которого в некоторых местах превышает 32 м/с (эквивалент 12 баллов по шкале Бофорта). На море такие сильные порывы ветра сопровождаются очень высокими и бурными волнами. Однако на суше такой ветер может легко причинить значительный ущерб.

Во-вторых, этот термин также является местным названием тропического циклона, перемещающегося над северной Атлантикой и восточной частью северной части Тихого океана.

В свою очередь, тайфуны возникают над западной частью Тихого океана, циклоны - над Индийским океаном, а явление, называемое "вилли-виллли", происходит у берегов Австралии. 

Наша автошкола поможет каждому желающему научиться мастерству вождения и почувствовать настоящую свободу движения в любых условиях.

Как образуются ураганы?

Как образуются ураганы? Прежде всего, стоит сказать, что для образования урагана необходимы 4 условия. К ним относятся:

• Температура воды - в поверхностном слое океана она должна достигать минимум 26°C;
• Географическое положение - место образования ураганов находится в пределах 500 км от экватора;
• Изменчивость скорости ветра с высотой во всей тропосфере - она должна быть небольшой. Это позволит облакам принять циклоническую форму, которая должна охватить почти всю толщу тропосферы;
• Наличие грозовых облаков - которые преобразуют тепловую энергию, полученную от океанской воды, в движение воздуха.

Для формирования урагана все эти факторы должны присутствовать одновременно. В противном случае ураган не образуется. 

Когда все вышеперечисленные условия выполнены, тогда:

1. Облака засасывают теплый воздух из-за океана, который начинает подниматься вверх в вихревом движении;
2. Поднимающийся воздух теряет свою температуру и становится тяжелее;
3. Холодный и тяжелый воздух начинает опускаться - но в то же время он сталкивается с прибывающими теплыми воздушными массами.
4. В результате движения двух воздушных масс с разной температурой давление уменьшается, и образуется ураган.

Так формируется ураган, который с каждым километром открытого моря ускоряется все больше и больше. Чем большее расстояние придется преодолеть ветру, тем мощнее ураган обрушится на побережье. 

Некоторые из них могут развивать скорость до 300 км/ч.

Тайфун, циклон, оркан и ураган - в чем различия?

Может показаться, что все они означают одно и то же атмосферное явление, поскольку часто используются как взаимозаменяемые - но, как выясняется, ошибочно. 

Их объединяет то, что их формирование связано с системами низкого давления и что они развиваются над теплыми водами. Так в чем же разница между ними?

Ураган

Это явление происходит в Атлантике и восточной части Тихого океана - наиболее пострадавшими районами являются восточное побережье США и Карибский бассейн (Доминиканская Республика, Гаити, Куба, восточное побережье Мексики).

Циклон

Встречается у юго-восточного побережья Индийского океана и в юго-западной части Тихого океана - т.е. в Индии, Бангладеш, Таиланде.

Оркан

Первоначально это было название, обозначавшее тропический циклон над Индийским океаном. Однако со временем этот термин стал обозначать и ураганы, которые уже несколько лет преследуют Западную и Центральную Европу.

Тайфун

Это явление происходит в западной части Тихого океана - точнее, между 180-м и 100-м меридианами. Страны, наиболее уязвимые к его появлению, - Япония, Китай и Филиппины.

Последствия урагана

Масштабы ущерба, нанесенного ураганом, могут быть поистине огромными. Порывистые ветры, дующие со скоростью до 300 км/ч, могут выкорчевывать деревья, срывать крыши с домов, повреждать мосты и даже полностью разрушать здания с более слабой конструкцией.

Хотя ураганы ассоциируются у нас с сильными, разрушительными ветрами, наибольшую угрозу представляет вода, а точнее штормовой нагон и проливные дожди. Оба эти явления ответственны за 88% смертей во время ураганов, сформировавшихся в Атлантике.

Бушующий с огромной скоростью ветер внутри урагана перемещает огромные массы воды, создавая на воде огромные волны, которые следуют за ураганом. Когда шторм достигает суши, скопившаяся вода быстро затапливает прибрежные районы, вызывая тем самым опасные, разрушительные наводнения.

К этому добавляются очень интенсивные дожди, во время которых за день может выпасть до 1 500 мм осадков, что также увеличивает масштабы наводнений.

Для оценки потенциального ущерба от урагана была даже создана специальная шкала - шкала Саффира-Симпсона.

Категория в соответствии со шкалой Саффира-Симпсона

Шкала Саффира-Симпсона Скорость ветра Высота волны наводнения Уровень повреждения

Категория 1 119-153 км/ч 1,2-1,5 м Прибрежные наводнения и незначительные повреждения в портах

Категория 2 154-177 км/ч 1,8-2,4 м Повреждены крыши, разбиты окна, сильное повреждение растительности

Категория 3 178-208 км/ч 2,7-3,7 м Повреждены небольшие здания, внутренние наводнения внутренние районы

Категория 4 209-251 км/ч 4,0-5,5 м Сломаны крыши, повреждены стены зданий, Более сильные наводнения

Категория 5 ≥ 252 км/ч ≥5,5 м Полное разрушение некоторых зданий, Наводнение на большой территории

Какой ураган нанес наибольший ущерб?

На сегодняшний день самые большие взлеты за всю историю были вызваны декабрьским штормом "Ксавьер" 2013 года, а несколькими годами ранее - "Пиа" (2004) и "Кирилл" (2007). Все они привели к огромным материальным потерям и многочисленным сбоям в работе электрических сетей. Они также неоднократно приводили к гибели людей.

Однако еще больший ущерб нанес ураган "Катрина", потери от которого оцениваются в 176,3 миллиарда долларов США, что делает его самым дорогим ураганом в истории США. 

Для сравнения стоит сказать, что второй по стоимости ураган в истории США ("Харви", 2017 год) нанес гораздо меньший ущерб - его стоимость оценивается в 136,3 млрд долларов. 

Ураган "Катрина" сформировался в 2005 году и нанес огромный ущерб - от Багамских островов до южной Флориды и Мексиканского залива, где скорость ветра достигала более 250 км/ч. Именно тогда ему был присвоен статус урагана пятой категории. 

Более 80 процентов территории Нового Орлеана было затоплено, 1 836 человек погибли и 705 считались пропавшими без вести. По сей день не все места, получившие повреждения, снова функционируют. В их число входит Нижний Девятый уорд, который был признан самым пострадавшим районом Нового Орлеана.

Таким образом, ураган Катрина стал самым смертоносным ураганом со времен урагана Окичоби в 1928 г. В результате этого события население этого города с почти полумиллионным населением сократилось до менее чем 273 000 человек.

Различные виды бурь носят местные наименования, часто весьма поэтичные. Но, несмотря на различие названий, все бури имеют одинаковое происхождение, образуются при почти одинаковых процессах в атмосфере, т. е. в результате неустойчивого состояния воздушной массы. В частности, под воздействием такой неустойчивости возникают грозы, торнадо и ураганы. Тропические ураганы представляют собой быстро вращающиеся массы воздуха с определенным распределением ветра, что является следствием неустойчивости воздуха, получившего большое количество энергии при взаимодействии с подстилающей поверхностью. Поступая в атмосферу, эта энергия вызывает движения воздуха.

Когда взаимодействуют между собой воздушные массы разной плотности, температуры и различного влагосодержания, то возникает глубокий центр пониженного давления, вокруг которого начинается интенсивное вращение воздуха. Таким образом, буря может стать конечным результатом развития описанного выше волнового циклона, теория которого разработана В. Бьеркнесом.

Грозы, как правило, двигаются с запада или с юго-запада и занимают не очень большую территорию, диаметром от 0,5 до 10 км. Средний диаметр площади грозы около 1 км, хотя часто грозы выстраиваются в одну линию, называемую линией шквалов. Это ряд областей сильного ветра и бурь, располагающихся вдоль линии, где самая интенсивная конвекция.

Настоящая гроза всегда сопровождается сильным дождем. Когда гроза достигает зрелой стадии; в занятой ею области происходят сильные и быстрые восходящие и нисходящие движения воздуха. При восходящих движениях образуются полосы сильного дождя, а ветер быстро меняется от слабого до очень сильного. Скорость вертикальных движений воздуха при этом тоже может достигать силы урагана: отмечалась скорость 112 км/ч.

Штормовой ветер и сильная турбулентность, сопровождающие грозу, развиваются за счет энергии термической неустойчивости воздушной массы. Сильные конвективные токи еще более усиливаются радиационным выхолаживанием верхних частей облаков. Поглощаемое же облаками земное излучение может вызвать некоторое нагревание их оснований. Такое нагревание может происходить также под действием соответствующего атмосферного фронта.

Возникновению или усилению бури могут также способствовать и некоторые механические процессы. Если холодная воздушная масса распространяется вдоль земной поверхности,  она вытесняет  теплый  воздух вверх. В горных районах бури возникают при орографических восходящих движениях воздуха.

Когда начинается буря, и водяной пар, содержащийся в воздухе, конденсируется, выделяется скрытая теплота испарения. Огромное количество выделяющегося тепла поддерживает конвекцию притоком энергии и также помогает дальнейшему усилению бури. Теплый и влажный воздух быстро поднимается выше уровня конденсации, в результате чего образуются кучевые формы облаков.

Вторая стадия развития грозы, называемая зрелой стадией, характеризуется началом выпадения осадков на земную поверхность. На высотах появляются ледяные кристаллики, особенно в обширных грозовых очагах. Вершина грозового облака может подняться до высоты 22,5 км. В некоторых случаях сильные вихри, развивающиеся во время этой стадии, могут превратиться в торнадо. В это время очаг грозы пронизывают сильные восходящие и нисходящие движения воздуха. Восходящие потоки формируются из приземного воздуха, тогда как более холодные нисходящие потоки возникают под действием выпадающих осадков. На земную поверхность выпадает дождь, нисходящие потоки развиты сильно, и соседние порции более холодного воздуха начинают перемещаться по земной поверхности в сторону развивающегося грозового облака. Постепенно кучево-дождевые облака приобретают вид высоких башен, нередко наблюдаются молния и гром. Зрелая стадия грозы характеризуется также появлением нескольких развитых ячеек или даже очагов восходящего и нисходящего движения воздуха. Совместное их действие может ощущаться в атмосфере на расстоянии многих километров. На этой стадии гроза является наиболее интенсивной.

В последней стадии грозы, называемой стадией разрушения, во всей области грозы развиваются нисходящие движения воздуха. Они и приводят к окончательному прекращению грозовой деятельности. Затухание восходящих движений, раньше подводивших к грозе новые запасы энергии, теперь изолирует прозу от источников тепла и влаги. Осадки тоже вскоре ослабевают и наконец совсем прекращаются. Поскольку новый пар в грозовое облако более не поступает, облако начинает таять. Ветры из сходящихся превращаются в расходящиеся. Гроза заканчивается.

Образование торнадо

Развитие торнадо

Торнадо — сравнительно небольшие образования в атмосфере. В среднем диаметр торнадо составляет менее 400 м. Средний путь торнадо равен около 25 км. Однако нередко эти средние значения оказывались превзойденными. Так, 26 мая 1-917 г. торнадо прошел над штатами Иллинойс и Индиана 469 км, произведя на этом пути сильные разрушения. Этот волчок просуществовал 7 часов 20 минут. Скорость ветра в нем была выше, чем средняя скорость большинства других торнадо, хотя последние и не были столь продолжительными.

Несмотря на то что размеры торнадо невелики, энергия огромна. В 1931 г. в штате Миннесота торнадо поднял в воздух железнодорожный вагон со 117 пассажирами, перенес его на 24 метра и без повреждений опустил в кювет. Все пассажиры остались живы.

Как и другие циклонические бури, торнадо характеризуется небольшим глазом, в котором атмосферное Давление сильно понижено. Возникает резкий перепад давления между периферией торнадо и центральной его частью. Над глазом торнадо и его окрестностями развивается кучево-дождевое облако, занимающее центральную воронкообразную часть циклонического вихря.

Торнадо не обязательно двигается по земной поверхности: оно может быстро приподниматься над ней и снова опускаться, т. е. без видимой причины „перескакивать" через некоторые районы. Оно может описывать криволинейные траектории. Движением торнадо управляют восходящие движения и конвективные токи, подводящие энергию к нему. Скорость ветра в торнадо порой превышает 400 км/ч. Эти-то огромные скорости ветра, а также сильные перепады давления и разрушают наземные объекты. Сила, с которой ветер в торнадо действует на препятствия, достигает нескольких десятков килограммов на каждый квадратный метр. Давление же в глазу торнадо может быть весьма низким; так, когда торнадо проходит над населенным пунктом, давление изнутри зданий может выдавить их стены наружу. Сильнейшие восходящие потоки легко поднимают в воздух различные предметы и переносят их на расстояние нескольких сотен метров. Хотя и не всегда, но нередко перед торнадо или же за ним выпадают сильные осадки. Бывает, что торнадо приближается и уходит без всяких предупредительных признаков.

В связи с ограниченными размерами и огромной скоростью движения горнадо в каждом отдельном пункте в среднем продолжается не более одной минуты. Однако скорость торнадо и продолжительность его действия могут колебаться в очень широких пределах. Торнадо может пройти путь длиной от нескольких сотен метров до сотен километров.

В тропическом циклоне ветер вокруг глаза вращается в северном полушарии против часовой стрелки, а в южном — по часовой стрелке.

Чудовищная, сила тропического циклона является результатом исключительно больших градиентов давления в этом атмосферном возмущении. Среднее атмосферное давление в Северной Америке составляет около 765 мм, в тропических широтах оно редко опускается ниже 760 мм, но в глазу бури бывает менее 730 мм. Рекордно низкое давление в глазу составляло 700 мм. При приближении тропического циклона давление уменьшается очень быстро и его изменение может достигать 25 мм/ч.

Сильные ветры располагаются вокруг центра тропического циклона спиралевидно, так что эта буря в какой-то степени подобна некоторой пустотелой шпульке. Периферия циркуляционной области характеризуется сильным ветром и облаками особой формы. В центре тропического циклона стоит тихая и ясная погода. В верхней части циркуляционной области воздух „отсасывается" от центра и выбрасывается на периферию.

Размеры тропического циклона могут колебаться в широких пределах. Диаметр его составляет от 480 до 960 км, а диаметр глаза около 24—40 км. Энергия одного тропического циклона примерно равна энергии, освобождающейся при одновременном взрыве четырехсот 20-мега-тонных бомб. Это количество равно также всей электроэнергии, используемой в США в течение шести лет.

Приближение тропического циклона можно заметить по тому, что давление быстро падает, а скорость ветра резко возрастает. На небосводе последовательно появляются типичные формы облаков: от перистых до кучево-дождевых, причем все более плотные, увеличивается их вертикальная протяженность. При приближении тропического циклона начинается сильный ливень, который уже и сам по себе способен вызвать значительные разрушения. Может также наблюдаться сильная гроза. Ливень и гроза — первые опасные проявления приближающегося тропического урагана, приносящие большой ущерб. Когда в район, сильно увлажненный ливнем и пострадавший от ветра, приходит наконец глаз бури, устанавливается тихая погода.  Внезапное  полное   затишье после ураганного ветра производит очень сильное впечатление и успокаивает. Глаз бури удерживается здесь недолго: он предвещает лишь развитие событий.

Но пройдет глаз бури, и ураган разыгрывается с новой силой — теперь это тыловая часть спиральной системы ветра. Ветер быстро меняет направление на противоположное и снова достигает силы урагана. Атмосферное давление внезапно, начинает повышаться. Прохождение тропического циклона через данный район может продолжаться от 24 до 48 часов и больше.

Слабые ветры и теплый воздух в районе экватора приводят к возникновению здесь обычных волновых циклонов, которые в конце концов перерождаются в тропические циклоны. Конечно, не все волновые циклоны  становятся тропическими, но со многими из них, это случается, особенно в конце лета и осенью. Точно объяснить процесс развития тропического циклона еще нельзя. Это отчасти потому, что нет достаточного объема исходных данных с континентальных станций. Основная информация получается из судовых и самолетных наблюдений, а в последние годы также и с орбитальных спутников, следящих за траекториями тропических циклонов. Для прослеживания тропических циклонов, которые приближаются к континенту, но еще находятся над океаном, в 240—320 км от берега, используют также радиолокаторы. Приход тропического циклона с моря на сушу можно точно предсказать за 24 часа, но пока еще затруднительно с достаточной надежностью определить место, куда он придет.

В летние месяцы в районе Бермудских и Азорских островов располагается почти неподвижный антициклон. Район, лежащий к югу от этого антициклона, служит очагом зарождения тропических циклонов, приходящих в США. Антициклон представляет собой область, в которой имеет место определенная циркуляция воздуха. В северной части этой области господствуют умеренные ветры системы западного переноса. На южном же ее фланге дует восточный пассат тропического пояса. Антициклон сформирован там, где господствуют нисходящие движения воздуха, создающие субтропический пояс повышенного давления.

В теплом и влажном воздухе тропического циклона развивается конвекция и часто выпадают осадки. Образование осадков из облаков, появляющихся в результате конденсации  водяного  пара,   приводит к высвобождению большого количества скрытой теплоты, которая способствует дальнейшему усилению ветра, Выделение скрытой теплоты благоприятствует также сходимости восточных воздушных потоков, в результате чего они становятся все более и более сильными.

В поясе восточных пассатов преобладают теплые и влажные воздушные массы.

Конвекция приземного воздуха усиливается, когда он становится теплее и получает больше пара. Образуются облака, которые тоже начинают подниматься. Интенсивная конвекция создает в поясе пассатов область низкого давления.

Конвекция приземного воздуха прослеживается до высоты около 5 км. Если конвекция усиливается, то приземное давление понижается и в поясе пассатов начинает формироваться циклоническая система движения воздуха. Когда ветер начинает дуть по спирали вокруг области пониженного давления, то эта область может превратиться в опасный тропический циклон.

Преобладающие восточные ветры перемещают тропический циклон, достигший зрелой стадии, на запад и северо-запад. Скорость перемещения его к моменту вступления на континент составляет 16—48 км.

Проходя над водной поверхностью, тропические циклоны пополняют запас энергии за счет поступления теплого и влажного воздуха. Но когда они выходят на сушу, то отдают ей часть своей энергии и постепенно теряют силу. В случае же если тропические циклоны, пройдя остров, вышли на водную поверхность, они снова получают энергию и усиливаются.

Выйдя на сушу, тропический циклон быстро увеличивает свою площадь. Но это ослабляет его. Поскольку в циклон уже не поступает теплый и влажный воздух, он начинает затухать. Кроме того, на суше сила трения, которая на океане была не столь значительной, тоже замедляет его продвижение и ускоряет гибель.

На океане нет столь большого контраста между температурой поверхности воды и воздуха, какой наблюдается на суше между почвой и воздухом. Тропический циклон, вступающий на континент, за счет этого сначала даже получает некоторое дополнительное количество энергии, его скорость может возрасти до 100 км/ч. Поэтому даже перед гибелью он еще может пройти значительный путь и причинить немалый ущерб. Хотя дождь может продолжаться даже и после того, как тропический циклон потерял последние силы, трение и расход тепла в конце концов заставляют его закончить свое существование.