Тропический циклон

Несколько терминов групп и альбомов перенаправляют здесь. Для других видов использования см. Tropical Depression (Band) , дискография Mountain Goats#Split EPS и Tropical Storm (альбом) .

Ураган Флоренция в 2018 году, как просмотр с Международной космической станции : глаз , Eyewall и окружающие дождевые полосы являются характеристиками тропических циклонов.

- Тропический циклон это быстро вращающаяся штормовая система с центром низкого давления низкого уровня , закрытым атмосферным циркуляцией , сильным ветром и спиральным расположением грозы , которые вызывают сильный дождь и шквалы . В зависимости от его местоположения и силы, тропический циклон называется ураганом ( / ˈ h ʌr ɪ k ən , - k eɪ n / ), тайфун ( / t aɪ ˈ f Uː n / ), тропический шторм , циклонный шторм , тропическая депрессия , или просто циклон . Ураган - это сильный тропический циклон, который происходит в Атлантическом океане или северо -восточной части Тихого океана . Тайфун встречается в северо -западном Тихом океане. В Индийском океане и южной части Тихого океана сопоставимые штормы называются «тропическими циклонами». В наше время, в среднем от 80 до 90, называемых тропическими циклонами каждый год по всему миру, более половины из которых развиваются ветры ураганной силы 65 кН (120 км/ч; 75 миль в час) или более.

Тропические циклоны обычно образуются на больших телах относительно теплой воды. Они получают свою энергию через испарение воды с поверхности океана , что в конечном итоге конденсируется в облака и дождь, когда влажный воздух поднимается и охлаждается до насыщения . Этот источник энергии отличается от середины циклонических штормов , таких как норсистры и европейские ветры , которые работают в первую очередь путем горизонтальных контрастов температуры . Тропические циклоны обычно имеют диаметр от 100 до 2000 км (62 и 1243 миль).

Сильные вращающиеся ветры тропического циклона являются результатом сохранения углового импульса, передаваемого вращением Земли , когда воздух течет внутрь к оси вращения. В результате циклоны редко образуются в пределах 5 ° от экватора . Тропические циклоны очень редки в Южной Атлантике (хотя случаются случайные примеры ) из -за неизменно сильного сдвига ветра и слабой зоны межтропической конвергенции . Напротив, африканский восточный самолет и области атмосферной нестабильности вызывают циклоны в Атлантическом океане и Карибском море .

Тепловая энергия из океана выступает в качестве ускорителя для тропических циклонов. Это приводит к тому, что внутренние регионы страдают от циклонов гораздо меньше, чем прибрежные регионы, хотя последствия наводнения ощущаются по всем направлениям. Повреждение прибрежных районов может быть вызвано сильным ветром и дождем, высокими волнами (из -за ветра), штормовыми нагорами (из -за ветра и сильных изменений давления) и потенциала нерестовых торнадо .

Тропические циклоны вытягивают в воздухе с большой площади и концентрируют содержание воды в этом воздухе в осадках на гораздо меньшей площади. Это пополнение влаги, несущего воздух после дождя, может вызвать многочасовой или многодневный чрезвычайно сильный дождь до 40 км (25 миль) от береговой линии, далеко за пределами количества воды, которую местная атмосфера удерживает в любое время. Это, в свою очередь, может привести к наводнениям реки , затоплению сухожилия и общему поражению местных сооружений управления водой на большой территории.

Изменение климата влияет на тропические циклоны несколькими способами. Ученые обнаружили, что изменение климата может усугубить влияние тропических циклонов за счет увеличения их продолжительности, возникновения и интенсивности из -за потепления океанских вод и интенсификации водного цикла .

Определение и терминология

Тропический циклон-это общий термин для теплой, не фронтальной системы синоптического масштаба низкого давления над тропическими или субтропическими водами по всему миру. Системы, как правило, имеют четко определенную центр, который окружен глубокой атмосферной конвекцией и закрытым ветром на поверхности. Обычно считается, что тропический циклон сформировался, когда наблюдается некогда средние поверхностные ветры, превышающие 35 кН (65 км/ч; 40 миль в час). Предполагается, что на этом этапе тропический циклон стал самообеспеченным и может продолжать усиливаться без какой-либо помощи из окружающей среды.

В зависимости от его местоположения и силы тропический циклон упоминается различными именами , включая ураган , тайфун , тропический шторм , циклонический шторм , тропическая депрессия или просто циклон . Ураган - это сильный тропический циклон, который происходит в Атлантическом океане или северо -восточном Тихом океане , и тайфун в северо -западном Тихом океане встречается . В Индийском океане и южной части Тихого океана сопоставимые штормы называются «тропическими циклонами», и такие штормы в Индийском океане также можно назвать «сильными циклоническими штормами».

Тропический относится к географическому происхождению этих систем, которые образуются почти исключительно в тропических морях. Циклон ссылается на их ветры, движущиеся по кругу, кружась вокруг их центрального чистого глаза , с их поверхностными ветрами дует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии . Противоположное направление циркуляции связано с эффектом Кориолиса .

Формация

Основная статья: тропический циклогенез

Диаграмма тропического циклона в северном полушарии

Тропические циклоны имеют тенденцию развиваться в течение лета, но почти каждый месяц были отмечены в большинстве тропических бассейнов циклонов . Тропические циклоны по обе стороны от экватора обычно имеют свое происхождение в зоне межтропической сходимости , где ветры дуют с северо -востока или юго -востока. В рамках этой широкой области низкого давления воздух нагревается над теплым тропическим океаном и поднимается в дискретных участках, что приводит к формированию громовых ливней. Эти души рассеиваются довольно быстро; Тем не менее, они могут группироваться в большие кластеры гроза. Это создает поток теплого, влажного, быстро поднимающегося воздуха, который начинает вращаться циклонически, когда он взаимодействует с вращением Земли.

Несколько факторов необходимы для того, чтобы эти грозы развивались дальше, включая температуру поверхности моря около 27 ° C (81 ° F) и низкий вертикальный сдвиг ветра, окружающий систему. Атмосферная нестабильность, высокая влажность на нижних-средних уровнях тропосферы , достаточная сила кориолиса для развития центра низкого давления и ранее существовавшего низкого уровня фокуса или нарушения. Существует ограничение на интенсивность тропического циклона, которая тесно связана с температурами воды вдоль его пути. и дивергенция высшего уровня. В среднем 86 тропических циклонов интенсивности тропических штормов образуются ежегодно по всему миру. Из них 47 достигая силы выше 119 км/ч (74 миль в час) и 20 становятся интенсивными тропическими циклонами (по крайней мере, интенсивность категории 3 по шкале Саффира -Симпсона ).

Климатические колебания, такие как El Niño -Southern Decillation (ENSO) и колебания Madden -Julian модулируют время и частоту развития тропического циклона. Россби волны могут помочь в формировании нового тропического циклона, распространяя энергию существующего, зрелого шторма. Волны Кельвина могут способствовать образованию тропических циклонов, регулируя развитие западных . Образование циклонов обычно снижается за 3 дня до гребня волны и увеличивается в течение 3 дней после.

Регионы формирования и центры предупреждения

Основные статьи: Тропические бассейны циклона и региональный специализированный метеорологический центр

Тропические бассейны циклона и официальные центры предупреждения

Бассейн	Предупреждающий центр	Область ответственности	Примечания
Северное полушарие
Северная Атлантика	США Национальный центр ураганов (Майами)	Экватор на север, африканское побережье - 140 ° с
Восточная часть Тихого океана	Соединенных Штатов Центр ураганов Центрального Тихого океана (Гонолулу)	Экватор на север, 140–180 ° W.
Западная часть Тихого океана	Японское метеорологическое агентство	Экватор - 60 ° с.ш., 180–100 ° E
Северный Индийский океан	Индийский метеорологический департамент	Экватор на север, 100–40 ° E.
Южное полушарие
Юго-запад Индийский океан	Метео-Франса Воссоединение	Экватор - 40 ° S, Африканское побережье - 90 ° E
Австралийский регион	Индонезийская метеорология, климатология, и геофизическое агентство (BMKG)	Экватор - 10 ° S, 90–141 ° E
	Национальная метеорологическая служба Папуа -Новая Гвинея	Экватор - 10 ° S, 141–160 ° E
	Австралийское бюро метеорологии	10–40 ° S, 90–160 ° E
Южная часть Тихого океана	Фиджи метеорологическая служба	Экватор - 25 ° S, 160 ° E - 120 ° W.
	Метеорологический сервис Новой Зеландии	25–40 ° S, 160 ° E - 120 ° W.

Большинство тропических циклонов каждый год образуются в одном из семи тропических бассейнов циклонов, которые контролируются различными метеорологическими и предупреждающими центрами. Десять из этих предупреждающих центров по всему миру обозначены либо региональным специализированным метеорологическим центром , либо центром предупреждения о тропическом циклоне Всемирной метеорологической организацией (WMO) тропической циклоной программы. Эти предупреждающие центры выдают рекомендации, которые предоставляют базовую информацию и охватывают присутствующие системы, прогнозируемое положение, движение и интенсивность, в их назначенных областях ответственности. Метеорологические услуги по всему миру, как правило, несут ответственность за выдачу предупреждений для своей страны, однако существуют исключения, поскольку Национальный центр ураганов Соединенных Штатов и предупреждения о метеорологических вопросах Фиджи. Соединенных Штатов Объединенный центр предупреждений и флота и погодный центр флота также публично выпускает предупреждения о тропических циклонах от имени правительства Соединенных Штатов . Гидрографические центры ВМС Бразильского флота называют тропическими циклонами Южной Атлантики , однако Южная Атлантика не является крупным бассейном, а не официальным бассейном, согласно WMO.

Взаимодействие с климатом

Основная статья: Тропические циклоны по году

Каждый год в среднем по всему миру образуется от 80 до 90, названных тропическими циклонами, из которых более половины ураганных ветров 65 кН (120 км/ч; 75 миль в час) или более. Во всем мире активность тропического циклона достигает пика в конце лета, когда разница между температурами на воздействии и температурой поверхности моря является наибольшей. Тем не менее, каждый конкретный бассейн имеет свои собственные сезонные модели. В мировом масштабе май - наименее активный месяц, а сентябрь - самый активный месяц. Ноябрь - единственный месяц, в котором все тропические бассейны циклонов находятся в сезон. В Северном Атлантическом океане от 1 июня по 30 ноября происходит отчетливый сезон циклонов , что резко пика с конца августа по сентябрь. Статистический пик атлантического сезона ураганов - 10 сентября. Северо -восточный океан имеет более широкий период активности, но в аналогичные временные рамки с Атлантикой. Северо-западный Тихой океан видит тропические циклоны круглый год, с минимумом в феврале и марте и пиком в начале сентября. В бассейне Северной Индии штормы наиболее распространены с апреля по декабрь, с пиками в мае и ноябре. В южном полушарии тропический циклонный год начинается 1 июля и проходит круглый год, охватывающий тропические сезоны циклона, которые проходят с 1 ноября до конца апреля, с пиками в середине февраля до начала марта.

Из различных способов изменчивости в климатической системе Эль -Ниньо -Южное колебание оказывает наибольшее влияние на активность тропического циклона. Большинство тропических циклонов образуются на стороне субтропического гребня ближе к экватору, а затем перемещают полюс мимо оси гребня, прежде чем заглянуть в основной ремень западных . Когда положение субтропического гребня сдвигается из -за Эль -Ниньо, также будут предпочтительными тропическими циклонами. Районы к западу от Японии и Кореи, как правило, испытывают гораздо меньше воздействий тропических циклонов в сентябре по сентябрь в ноябре . В годы Ла -Нинья образование тропических циклонов, наряду с положением субтропического хребта, смещается на запад через западную часть океана, что увеличивает угрозу высадки для Китая и гораздо большую интенсивность на Филиппинах . Атлантический океан испытывает депрессивную активность из -за увеличения вертикального сдвига ветра по всему региону в течение годов Эль -Ниньо. На тропических циклонов в дальнейшем влияют атлантический меридиональный режим , квази-биенниальные колебания и колебания Мэддена-Джулиана .

Длина и средние значения сезона

Бассейн	Сезон начинать	Сезон конец	Тропический Циклоны	Рефс
Северная Атлантика	1 июня	30 ноября	14.4
Восточная часть Тихого океана	15 мая	30 ноября	16.6
Западная часть Тихого океана	1 января	31 декабря	26.0
Северный Индиец	1 января	31 декабря	12
Юго-запад индейцев	1 июля	30 июня	9.3
Австралийский регион	1 ноября	30 апреля	11.0
Южная часть Тихого океана	1 ноября	30 апреля	7.1
Общий:			96.4

Влияние изменения климата

Основная статья: тропические циклоны и изменение климата

Среднее 20-летнее количество ураганов в категории 4 и 5 в Атлантическом регионе примерно удвоилось с 2000 года.

Восприятие в Соединенных Штатах различается по политическим линии, о том, было ли изменение климата «основным фактором», способствующим различным экстремальным погодным явлениям, с которыми сталкиваются респонденты. «Сильные штормы» включают ураганы.

Изменение климата может повлиять на тропические циклоны различными способами: усиление осадков и скорости ветра, снижение общей частоты, увеличение частоты очень интенсивных штормов и расширение полюса, где циклоны достигают максимальной интенсивности, среди возможных Последствия вызванного человеком изменения климата. Тропические циклоны используют теплый, влажный воздух в качестве топлива. Поскольку изменение климата нагревает температуру океана , это потенциально больше этого топлива доступно. В период с 1979 по 2017 год наблюдалось глобальное увеличение доли тропических циклонов категории 3 и выше по шкале Саффира -Симпсона . Тенденция была наиболее ясной в Северной Атлантике и в Южном Индийском океане. В северной части Тихого океана тропические циклоны перемещают полюс в более холодные воды, и в течение этого периода не было увеличения интенсивности. При 2 ° C (3,6 ° F) потепление, ожидается, что больший процент (+13%) тропических циклонов достигнет прочности категории 4 и 5. Исследование 2019 года показывает, что изменение климата стимулировало наблюдаемую тенденцию быстрого интенсификации тропических циклонов в Атлантическом бассейне. Быстро прогнозируют циклоны трудно прогнозировать и, следовательно, представляют дополнительный риск для прибрежных сообществ.

Более теплый воздух может содержать больше водяного пара: теоретическое максимальное содержание водяного пара определяется соотношением Клаузиуса - Клаперона , что дает ≈7% увеличение водяного пара в атмосфере на 1 ° C (1,8 ° F) потепления. Все модели, которые были оценены в обзоре 2019 года, показывают будущее увеличение числа осадков. Дополнительное повышение уровня моря увеличит уровень штормовых наголовков. Вполне правдоподобно, что экстремальные ветровые волны видят увеличение в результате изменений в тропических циклонах, что еще больше усугубляет опасность штормового нагона для прибрежных сообществ. По прогнозам, составные эффекты от наводнений, штормовых наголов и наземных наводнений (реки) будут расти из -за глобального потепления .

В настоящее время нет консенсуса по поводу того, как изменение климата повлияет на общую частоту тропических циклонов. Большинство климатических моделей показывают снижение частоты в будущих прогнозах. Например, статья 2020 года, сравнивая девять климатических моделей с высоким разрешением, обнаружили, что устойчивое снижение частоты в Южном Индийском океане и в южном полушарии в целом, в то же время обнаруживая смешанные сигналы для тропических циклонов северного полушария. Наблюдения показали незначительные изменения в общей частоте тропических циклонов по всему миру, с повышенной частотой в Северной Атлантике и центральной части Тихого океана и значительным снижением в южной части Индийского океана и западной части северной части Тихого океана. Произошло расширение полюсов широты, при которой происходит максимальная интенсивность тропических циклонов, что может быть связано с изменением климата. В северной части Тихого океана также могло быть расширение на восток. В период с 1949 по 2016 год наблюдалось замедление скорости трансляции тропических циклонов. По -прежнему неясно, в какой степени это может быть связано с изменением климата: климатические модели не все показывают эту функцию.

В статье по обзору исследования, опубликованной в 2021 году, пришла к выводу, что географический диапазон тропических циклонов, вероятно, расширит полюс в ответ на потепление климата циркуляции Хэдли .

Интенсивность

Интенсивность тропического циклона основана на скорости и давлении ветра; Отношения между ветрами и давлением часто используются при определении интенсивности шторма. Шкалы тропических циклонов, такие как шкала ветра урагана Саффира-Симпсона и шкала Австралии (Бюро метеорологии) только используют скорость ветра только для определения категории шторма. Наиболее интенсивный шторм зарегистрировался кончик тайфуна в северо -западной части Тихого океана в 1979 году, который достиг минимального давления 870 гПа (26 дюймов ) и максимальной устойчивой скорости ветра 165 кН (85 м/с; 305 км/ч; 190 миль. ) Самая высокая максимальная устойчивая скорость ветра, когда -либо зарегистрированная, составляла 185 кН (95 м/с; 345 км/ч; 215 миль в час) в урагане Патриция в 2015 году - самый интенсивный циклон, когда -либо зарегистрированный в западном полушарии .

Факторы, которые влияют на интенсивность

Требуются теплые температуры поверхности моря для формирования и укрепления тропических циклонов. Обычно принятый минимальный диапазон температуры для этого составляет 26–27 ° C (79–81 ° F), однако многочисленные исследования предложили меньше минимум 25,5 ° C (77,9 ° F). Более высокие температуры поверхности моря приводят к более быстрой скорости интенсификации, а иногда и даже быстрому интенсификации . Высокое тепловое содержание океана , также известное как тепловой потенциал тропического циклона , позволяет штормам достичь более высокой интенсивности. Большинство тропических циклонов, которые испытывают быструю интенсификацию, проходят через области высокого содержания тепла в океане, а не более низкие значения. Высокие значения теплового содержания океана могут помочь компенсировать океаническое охлаждение, вызванное прохождением тропического циклона, ограничивая влияние этого охлаждения на шторм. Производительные системы способны усилить до более высоких интенсивности с более низкими значениями теплового содержания океана. Медлентные системы требуют более высоких значений теплового содержания океана для достижения той же интенсивности.

Прохождение тропического циклона над океаном заставляет верхние слои океана существенно охлаждать, процесс, известный как Upweling , который может негативно повлиять на последующее развитие циклонов. Это охлаждение в первую очередь вызвано ветром смешивания холодной воды из глубины океана с теплыми поверхностными водами. Этот эффект приводит к отрицательному процессу обратной связи, который может ингибировать дальнейшее развитие или привести к ослаблению. Дополнительное охлаждение может прийти в виде холодной воды от падения дождей (это потому, что атмосфера прохладнее на больших высотах). Облачный покров также может сыграть роль в охлаждении океана, защищая поверхность океана от прямого солнечного света до и слегка после штормового прохода. Все эти эффекты могут объединиться, чтобы получить резкое снижение температуры поверхности моря на большой площади всего за несколько дней. И наоборот, смешивание моря может привести к тому, что тепло вставлено в более глубокие воды с потенциальным влиянием на глобальный климат .

Вертикальный сдвиг ветра уменьшает предсказуемость тропического циклона, при этом штормы демонстрируют широкий спектр ответов в присутствии сдвига. Сдвиг ветра часто отрицательно влияет на интенсификацию тропического циклона путем вытеснения влаги и тепла из центра системы. Низкие уровни вертикального сдвига ветра наиболее оптимальны для укрепления, в то время как более сильный сдвиг ветра вызывает ослабление. Сухой воздух, увлеченный в ядро ​​тропического циклона, негативно влияет на его развитие и интенсивность за счет уменьшения атмосферной конвекции и внедряя асимметрию в структуре шторма. Симметричный, сильный отток приводит к более высокой скорости интенсификации, чем наблюдается в других системах путем смягчения локального сдвига ветра. Освобождение оттока связано с ослаблением дождей в тропическом циклоне. Тропические циклоны все еще могут усилить, даже быстро, в присутствии умеренного или сильного сдвига ветра в зависимости от эволюции и структуры конвекции шторма.

Размер тропических циклонов играет роль в том, как быстро они усиливаются. Меньшие тропические циклоны более подвержены быстрому интенсификации, чем более крупные. Эффект Fujiwhara , который включает в себя взаимодействие между двумя тропическими циклонами, может ослабить и в конечном итоге привести к рассеянию более слабых из двух тропических циклонов путем уменьшения организации конвекции системы и передачи горизонтального ветра. Тропические циклоны обычно ослабляют, расположенные на сухопутной массе, потому что условия часто являются неблагоприятными в результате отсутствия воздействия океана. Эффект коричневого океана может позволить тропическому циклону поддерживать или увеличивать его интенсивность после приземления , в тех случаях, когда произошло обильные осадки, посредством освобождения скрытого тепла из насыщенной почвы. Орографический подъем может привести к значительному увеличению интенсивности конвекции тропического циклона, когда его глаз движется по горе, разбивая покрытый пограничный слой, который его сдерживал. Столетные потоки могут как усилить, так и ингибировать интенсивность тропического циклона, влияя на отток шторма, а также вертикальный сдвиг ветра.

Быстрое интенсификация

Основная статья: быстрое усиление

Иногда у тропических циклонов может пройти процесс, известный как быстрое интенсификация, период, когда максимальные устойчивые ветры тропического циклона увеличиваются на 30 кН (56 км/ч; 35 миль в час) или более в течение 24 часов. Точно так же быстрое углубление тропических циклонов определяется как минимальное снижение поверхностного давления моря на 1,75 гПа (0,052 дюйма) в час или 42 гПа (1,2 дюйма) в течение 24-часового периода; Взрывное углубление происходит, когда поверхностное давление уменьшается на 2,5 гПа (0,074 дюйма) в час в течение не менее 12 часов или 5 гПа (0,15 дюйма) в час в течение не менее 6 часов. Для быстрой интенсификации произойдет несколько условий. Температура воды должна быть чрезвычайно высокой (около или выше 30 ° C (86 ° F)), и вода этой температуры должна быть достаточно глубокой, так что волны не поднимаются на более прохладные воды на поверхность. С другой стороны, тепловой потенциал тропического циклона является одним из таких нетрадиционных подземных океанографических параметров, влияющих на интенсивность циклона . Сдвиг ветра должен быть низким; Когда сдвиг ветра высокий, конвекция и циркуляция в циклоне будут нарушены. Обычно также должен присутствовать антицисон в верхних слоях тропосфере над штормом-для развития чрезвычайно низких поверхностных давлений, воздух должен очень быстро подниматься в глаз воздух вдали от циклона эффективно. Тем не менее, некоторые циклоны, такие как ураган Epsilon, быстро усилились, несмотря на относительно неблагоприятные условия.

Рассеяние

Ураган Paulette , в 2020 году , является примером срезанного тропического циклона, с глубокой конвекцией, слегка удаленной из центра системы.

Есть несколько способов, которыми тропический циклон может ослабить, рассеять или потерять свои тропические характеристики. Они включают в себя приземление, перемещение по более холодной воде, встреча с сухим воздухом или взаимодействие с другими погодными системами; Однако, как только система рассеяла или потеряла свои тропические характеристики, ее остатки могут регенерировать тропический циклон, если условия окружающей среды станут благоприятными.

Тропический циклон может рассеиваться, когда он перемещается по водам значительно прохладнее, чем 26,5 ° C (79,7 ° F). Это лишит шторм таких тропических характеристик, как теплое ядро ​​с грозами вблизи центра, так что он становится остаточной областью низкого давления . Остатки могут сохраняться в течение нескольких дней, прежде чем потерять свою личность. Этот механизм рассеивания наиболее распространен в восточной части северной части Тихого океана. Освобождение или рассеяние также может произойти, если шторм испытывает вертикальный сдвиг ветра, что заставляет конвекцию и тепловой двигатель отойти от центра; Обычно это прекращает развитие тропического циклон. Кроме того, его взаимодействие с основным поясом западных жителей посредством объединения с близлежащей лобной зоной может вызвать развитие тропических циклонов в внетропические циклоны . Этот переход может занять 1–3 дня.

Если тропический циклон обрушится на остров или проходит через остров, его циркуляция может начать разрушаться, особенно если он столкнется с горной местностью. Когда система делает землю на большой земле, она отрезана от запаса теплого влажного морского воздуха и начинает рисовать в сухом континентальном воздухе. Это, в сочетании с увеличением трения над земельными районами, приводит к ослаблению и рассеянию тропического циклона. На гористой местности система может быстро ослабить; Однако над плоскими областями он может выдержать в течение двух -трех дней, прежде чем распадается циркуляция и рассеивается.

За прошедшие годы был представлен ряд методов, которые пытались искусственно модифицировать тропические циклоны. Эти методы включали использование ядерного оружия , охлаждение океана с помощью айсбергов, отрывая шторм от земли с гигантскими вентиляторами и посеяли выбранные штормы с сухим льдом или серебряным йодидом . Эти методы, однако, не могут оценить продолжительность, интенсивность, мощность или размер тропических циклонов.

Методы оценки интенсивности

Для более широкого освещения этой темы см. Devorak Technique и Scatterometer .

Различные методы или методы, включая поверхность, спутниковые и воздушные, используются для оценки интенсивности тропического циклона. Разведка самолеты летают и через тропические циклоны, оснащенные специализированными инструментами, для сбора информации, которую можно использовать для определения ветра и давления системы. Тропические циклоны обладают ветрами разных скоростей на разных высотах. Ветры, записанные на уровне полета, могут быть преобразованы, чтобы найти скорость ветра на поверхности. Поверхностные наблюдения, такие как отчеты о кораблях, земельные станции, мезонеты , прибрежные станции и буи, могут предоставить информацию о интенсивности тропического циклона или направлении, которое он движется. Отношения с давлением ветра (WPR) используются как способ определить давление шторма на основе его скорости ветра. Было предложено несколько различных методов и уравнений для расчета WPR. Каждый из агентств по тропическим циклонам использует свой собственный фиксированный WPR, который может привести к неточности между агентствами, которые выпускают оценки в одной и той же системе. ASCAT - это рассеянный рассеянный, используемый спутниками Metop для картирования векторов поля ветра тропических циклонов. SMAP использует канал радиометра L-диапазона для определения скорости ветра тропических циклонов на поверхности океана, и было показано, что он является надежным при более высоких интенсивности и в условиях сильных осадков, в отличие от приборов на основе рассеянного и других радиометров.

Техника DVORAK играет большую роль как в классификации тропического циклона, так и в определении его интенсивности. Используемый в предупреждающих центрах, метод был разработан Верноном Двораком в 1970 -х годах и использует как видимые, так и инфракрасные спутниковые снимки при оценке интенсивности тропических циклонов. Техника DVORAK использует шкалу «T-Numbers», масштабируя с шагом 0,5 от T1.0 до T8.0. Каждое T-томере имеет интенсивность, присвоенную ему, с более крупными T-номерами, указывающими более сильную систему. Тропические циклоны оцениваются по прогнозам в соответствии с массивом узоров, включая изогнутые особенности полос , сдвиг, центральное плотное пасмурное и глаз, чтобы определить T-Number и, таким образом, оценить интенсивность шторма. Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований работает по разработке и улучшению автоматизированных спутниковых методов, таких как передовая техника Dvorak (ADT) и Satcon. ADT, используемый большим количеством центров прогнозирования, использует инфракрасные геостационарные спутниковые образы и алгоритм, основанный на методике Dvorak для оценки интенсивности тропических циклонов. ADT имеет ряд различий от обычной методики Dvorak, включая изменения в правилах ограничения интенсивности и использование микроволновых изображений, чтобы основать интенсивность системы на ее внутренней структуре, что предотвращает выравнивание интенсивности до того, как появится глаза в инфракрасных изображениях. Веса SATCON оцениваются из различных спутниковых систем и микроволновых зондоров , учитывая сильные стороны и недостатки в каждой индивидуальной оценке, чтобы получить консенсусную оценку интенсивности тропического циклона, которая может быть более надежной, чем техника DVORAK.

Показатели интенсивности

Используются множественные показатели интенсивности, включая накопленную энергию циклона (ACE), индекс всплеска урагана , индекс тяжести урагана , индекс диссипации власти (PDI) и интегрированную кинетическую энергию (IKE). ACE - это метрика общей энергии, которую система проявила в течение своей жизни. ACE рассчитывается путем суммирования квадратов устойчивой скорости ветра циклона, каждые шесть часов, пока система находится на интенсивности тропического шторма или выше или выше, и тропический или субтропический. Расчет PDI по своей природе похож на ACE, причем основное отличие состоит в том, что скорость ветра на куб, а не квадрат. Индекс всплеска урагана является метрикой потенциального ущерба, который может нанести шторм через штормовой нагонок. Он рассчитывается путем квадрата дивидендов скорости ветра шторма и климатологического значения (33 м/с или 74 миль в час), а затем умножение этого количества на дивиденды радиуса ветров ураганной силы и его климатологической ценности (96,6 км или или 60,0 миль). Это может быть представлено в форме уравнения как:

$\left({\frac {v}{33\ m/s}}\right)^{2}\times \left({\frac {r}{96.6\ km}}\right)\,$

где ${\textstyle v}$ скорость ветра шторма и ${\textstyle r}$ Радиус ураганных ветров. Индекс тяжести ураганов - это шкала, которая может назначить до 50 пунктов системе; До 25 очков поступает от интенсивности, а остальные 25 - от размера ветрового поля шторма. Модель IKE измеряет разрушительную способность тропического циклона с помощью ветров, волн и всплесков. Это рассчитывается как:

$\int _{Vol}{\frac {1}{2}}pu^{2}d_{v}\,$

где ${\textstyle p}$ плотность воздуха, ${\textstyle u}$ является устойчивым значением скорости ветра и ${\textstyle d_{v}}$ это элемент громкости .

Классификация и именование

Классификация

Основная статья: масштабы тропических циклонов

Три тропических циклона сезона Тихоокеанского тайфуна 2006 года на разных этапах развития. Самый слабый (слева) демонстрирует только самую основную круговую форму. Более сильный шторм (вверху справа) демонстрирует спиральную полосу и повышенную централизацию, в то время как самый сильный (нижний правый) развился глаз .

Во всем мире тропические циклоны классифицируются по -разному, основываясь на местоположении ( тропические бассейны циклонов ), структуру системы и ее интенсивность. Например, в северных атлантических и восточно -тихоокеанских бассейнах тропический циклон со скоростями ветра более 65 кН (120 км/ч; 75 миль в час) называется ураганом , в то время как он называется тайфуном или сильной циклонической штормом в западе Тихоокеанский или северный индийский океаны. Когда ураган проходит на запад по международной линии даты в северном полушарии, он становится известным как тайфун. Это произошло в 2014 году для урагана Женевьева , который стал тайфуном Женевей. В южном полушарии его называют либо ураганом, тропическим циклоном, либо тяжелым тропическим циклоном, в зависимости от того, находится ли он в южной части Атлантики, юго-западного Индийского океана, Австралийского региона или южного Тихого океана. Дескрипторы для тропических циклонов со скоростью ветра ниже 65 кН (120 км/ч; 75 миль в час) также варьируются в зависимости от тропического бассейна циклона и могут быть дополнительно подразделены на такие категории, как «тропический шторм», «Циклонический шторм», «Тропическая депрессия», «Тропическая шторма», «Циклоническая шторма», «Тропическая депрессия», «Тропическая депрессия», «Тропическая депрессия», «Тропическая депрессия» или «глубокая депрессия».

Нами

Основные статьи: Наименование тропических циклонов и история именования тропических циклонов

Практика использования имен для идентификации тропических циклонов восходит к концу 1800 -х и начале 1900 -х годов и постепенно заменила существующую систему - просто именовав циклоны в зависимости от того, что они достигли. Используемая в настоящее время система обеспечивает положительную идентификацию систем суровых погодных условий в краткой форме, которая легко понята и признана общественностью. Кредит за первое использование личных имен для систем погоды, как правило, отдается Квинсленда правительственному метеорологу Клемента Рагге , который назвал Systems в период с 1887 по 1907 год. Эта система именования метеорологических систем впоследствии в течение нескольких лет не вышла из употребления после выхода на пенсию, пока она не была возрождена во второй части Второй мировой войны для западной части Тихого океана. Впоследствии были представлены официальные схемы именования для северной и южной атлантической, восточной, центральной, западной и южной части Тихоокеанских бассейнов, а также в Австралийском регионе и Индийском океане.

В настоящее время тропические циклоны официально назвали одной из двенадцати метеорологических служб и сохраняют свои имена на протяжении всей своей жизни, чтобы обеспечить простоту общения между прогнозистами и широкой публикой в ​​отношении прогнозов, часов и предупреждений. Поскольку системы могут длиться неделю или дольше, а в одном и том же бассейне может происходить более одного, и названия уменьшают путаницу в отношении того, что описывается шторм. Имена присваиваются по порядку из заранее определенных списков с одной, трех или десятиминутной постоянной скоростью ветра более 65 км/ч (40 миль в час) в зависимости от того, в каком бассейне он происходит. Тем не менее, стандарты варьируются от бассейна к бассейну с некоторыми тропическими депрессиями, названными в западной части Тихого океана, в то время как у тропических циклонов необходимо иметь значительное количество ветров шторма, происходящих вокруг центра, прежде чем они будут названы в южном полушарии . Названия значимых тропических циклонов в Северном Атлантическом океане, Тихоокеанском океане и Австралийском регионе выходят на пенсию из списков имен и заменены другим названием. Тропические циклоны, которые развиваются по всему миру, назначаются идентификационный код, состоящий из двухзначного числа и буквы суффикса, центров предупреждения, которые их контролируют.

Связанные типы циклонов

См. Также: Циклон , внетропический циклон и субтропический циклон

существует два других класса циклонов В дополнение к тропическим циклонам, в спектре типов циклонов . Эти виды циклонов, известные как внетропические циклоны и субтропические циклоны , могут быть стадиями, которые проходит тропический циклон во время его образования или рассеяния. Экстратропический циклон - это шторм, который получает энергию из горизонтальных температурных различий, которые типичны для более высоких широт. Тропический циклон может стать экстратропическим, поскольку он движется к более высоким широтам, если его источник энергии изменяется от тепла, высвобождаемого путем конденсации к различиям в температуре между воздушными массами; Хотя не так часто, внетропический циклон может превратиться в субтропический шторм и оттуда в тропический циклон. Из космоса экстратропические штормы имеют характерный « запятый » облачный рисунок. Экстратропические циклоны также могут быть опасными, когда их центры низкого давления вызывают мощные ветры и открытое море.

Субтропический циклон - это погодная система, которая имеет некоторые характеристики тропического циклона и некоторые характеристики внетропического циклона. Они могут образовываться в широкой полосе широт, от экватора до 50 °. Хотя субтропические штормы редко имеют ураганные ветры, они могут стать тропическими по своей природе, поскольку их ядра тепло.

Структура

Глаз и центр

Основная статья: Глаз (Циклон)

Глаза и окружающие облака урагана 2018 года Флоренция, как видно из международной космической станции

В центре зрелого тропического циклона воздух охватывает, а не поднимается. Для достаточно сильного шторма воздух может опускаться над слоем достаточно глубоко, чтобы подавить формирование облаков, создавая тем самым четкий « глаз ». Погода в глазах обычно спокойна и не содержит конвективных облаков , хотя море может быть чрезвычайно жестоким. Глаз обычно круглый и обычно составляет 30–65 км (19–40 миль) в диаметре, хотя глаз до 3 км (1,9 мили) и 370 км (230 миль).

Облачный внешний край глаза называется «Eyewall». Eyewall обычно расширяется наружу с высотой, напоминая футбольный стадион арены; Это явление иногда называют « эффектом стадиона ». Eyewall - это то, где находятся наибольшая скорость ветра, воздух повышается наиболее быстро, облака достигают самой высокой высоты , а осадки являются самыми тяжелыми. Самый тяжелый повреждение ветра происходит, когда глаз тропического циклона проходит по земле.

Во время более слабой шторма глаз может быть затенен центральным плотным пасмуром , который представляет собой экранирование цирруса верхнего уровня, которое связано с концентрированной областью сильной грозовой активности вблизи центра тропического циклон.

Eyewall может варьироваться со временем в виде циклов замены глаз , особенно в интенсивных тропических циклонах. Внешние полосы дождя могут организоваться в внешнее кольцо гроз, которое медленно движется внутрь, что, как полагают, лишает основного глаз влаги и углового импульса . Когда основной глаз ослабляется, тропический циклон временно ослабляется. Внешнее глаз в конечном итоге заменяет первичную в конце цикла, когда шторм может вернуться к своей первоначальной интенсивности.

Размер

Существует множество метрик, обычно используемых для измерения размера шторма. Наиболее распространенные метрики включают радиус максимального ветра, радиус 34-узел (17 м/с; 63 км/ч; 39 ​​миль в час) ветра (то есть сила шторма ), радиус самого закрытого изобара ( ROCI ) и и радиус исчезающего ветра. циклона Дополнительная метрика - это радиус, при котором поля относительной завихренности уменьшается до 1 × 10 ⁻⁵ с ⁻¹ .

Описания размеров тропических циклонов

Скалы (диаметр)	Тип
Менее 2 градусов широты	Очень маленький/несовершеннолетний
От 2 до 3 градусов широты	Маленький
От 3 до 6 градусов широты	Средний/средний/нормальный
От 6 до 8 градусов широты	Большой
Более 8 градусов широты	Очень большой

На Земле тропические циклоны охватывают большой диапазон размеров, от 100 до 2000 км (62–1,243 миль), измеренный радиусом исчезающего ветра. Они самые большие в среднем в бассейне северо -западного Тихого океана и наименьшим в бассейне северо -восточного Тихого океана . Если радиус самого внешнего изобара составляет менее двух градусов широты (222 км (138 миль)), то циклон «очень маленький» или «карлик». Радиус 3–6 степеней широты (333–670 км (207–416 миль)) считается «средним размером». «Очень большие» тропические циклоны имеют радиус более 8 градусов (888 км (552 миль)). Наблюдения показывают, что размер только слабо коррелирует с такими переменными, как интенсивность шторма (то есть максимальная скорость ветра), радиус максимального ветра, широты и максимальная интенсивность потенциала. Кончик тайфуна является самым большим циклоном зарегистрирована, с ветрами тропической шторма 2170 км (1350 миль) в диаметре. Наименьшим штормом зарегистрирована тропический шторм Марко года 2008 , который генерировал ветры тропического шторма всего 37 км (23 мили) в диаметре.

Движение

Движение тропического циклона (то есть его «трек»), как правило, приближается как сумма двух терминов: «рулевое управление» от фонового ветра окружающей среды и «бета -дрейф». Некоторые тропические циклоны могут перемещаться по большим расстояниям, таким как ураган Джон , второй самый длинный тропический циклон, который проходил 13 280 км (8250 миль), самый длинный путь любого тропического циклона в северном полушарии, за 31-дневный срок службы в 1994 .

Экологическое рулевое управление

Экологическое рулевое управление является основным влиянием на движение тропических циклонов. Он представляет собой движение шторма из -за преобладающих ветров и других более широких условий окружающей среды, аналогичных «листьям, переносимым потоком».

Физически ветры или поля потока в окрестностях тропического циклона могут рассматриваться как имеющие две части: поток, связанный с самим штормом, и крупномасштабный фоновый поток окружающей среды. Тропические циклоны могут рассматриваться как локальные максимумы завихренности , подвешенные в широкомасштабном фоновом потоке окружающей среды. Таким образом, тропическое движение циклона может быть представлено в первом порядке в качестве адвекции шторма местным потоком окружающей среды . Этот поток окружающей среды называется «поток рулевого управления» и является доминирующим влиянием на движение тропического циклона. Сила и направление потока рулевого управления могут быть аппроксимированы как вертикальная интеграция ветра, дуя горизонтально в окрестности циклона, взвешенная по высоте, на которой возникают эти ветры. Поскольку ветры могут варьироваться в зависимости от высоты, определение потока рулевого управления может быть трудным.

Высота давления , при которой фоновые ветры наиболее коррелируют с движением тропического циклона, известна как «уровень рулевого управления». Движение более сильных тропических циклонов в большей степени коррелирует с фоновым потоком, усредненным по более толстой части тропосферы по сравнению с более слабыми тропическими циклонами, чье движение более коррелирует с фоновым потоком, усредненным по более узкой степени нижней тропосферы. сдвиг ветра и скрытый тепло Когда присутствует , тропические циклоны имеют тенденцию двигаться к областям, где потенциальная завихренность увеличивается наиболее быстро.

Климатологически, тропические циклоны управляются в основном на запад от восточного к западным ветрам на экваториальной стороне субтропического хребта -постоянной зоны высокого давления над мировыми субтропическими океанами. В тропических северных атлантических и северо -восточных Тихоокеанских океанах торговые ветры направляют тропические восточные волны на запад от африканского побережья к Карибскому морю, Северной Америке и, в конечном счете, в центральный Тихоокеанский океан, прежде чем волны вытянут. Эти волны являются предшественниками многих тропических циклонов в этом регионе. Напротив, в Индийском океане и западной части Тихого океана в обоих полушариях на тропический циклогенез влияет меньше тропических восточных волн, а также от сезонного движения зоны межтропической конвергенции и муссонного впадины . Другие погодные системы, такие как междолевые впадины и широкие муссоны, также могут влиять на движение тропического циклона путем изменения потока рулевого управления.

Бета -операция

В дополнение к экологическому рулевому управлению, тропический циклон будет иметь тенденцию дрейфовать полюс и на запад, движение, известное как «бета -дрейф». Это движение связано с суперпозицией вихря, такой как тропический циклон, в среде, в которой сила Кориолиса меняется с широты, например, на сфере или бета -плоскости . Величина компонента движения тропического циклона, связанного с диапазонами дрейфа бета, между 1–3 м/с (3,6–10,8 км/ч; 2,2–6,7 миль в час) и имеет тенденцию быть больше для более интенсивных тропических циклонов и при более высоких латитудах. Он косвенно вызван самой штормом в результате обратной связи между циклоническим потоком шторма и окружающей средой.

Физически циклоническая циркуляция штормовых адвокатов экологического воздушного полюса к востоку от центра и экваториального запада от центра. Поскольку воздух должен сохранить свой угловой импульс , эта конфигурация потока индуцирует циклонный гир -экватор и запад от центра шторма, а также антициклонический гир -полюс и восток от центра шторма. Комбинированный поток этих врагов действует, чтобы посредоточить шторм медленно полюс и на запад. Этот эффект возникает, даже если есть нулевой поток окружающей среды. Из -за прямой зависимости бета -дрейфа от углового импульса размер тропического циклона может повлиять на влияние бета -дрейфа на его движение; Бета -дрейф придает большее влияние на движение более крупных тропических циклонов, чем на более мелких.

Многочисленное штормовое взаимодействие

Основная статья: Fujiwhare эффект

Третий компонент движения, который происходит относительно редко, включает взаимодействие множественных тропических циклонов. Когда два циклона приближаются друг к другу, их центры начнут вращаться в циклонии около точки между двумя системами. В зависимости от их расстояния и силы разделения, два вихри могут просто орбиту друг вокруг друга, иначе могут спираль в центральную точку и слияние. Когда два вихри имеют неравный размер, более крупный вихрь будет иметь тенденцию доминировать в взаимодействии, а меньший вихрь будет орбитой вокруг него. Это явление называется эффектом Фудзивара после Сакухей Фудзивара .

Взаимодействие со средне-легочной западной частью

Смотрите также: Западные линии

Штормовая трасса Typhoon Ioek , показывая вычеркивание у японского побережья в 2006 году

Хотя тропический циклон, как правило, движется с востока на запад в тропиках, его трек может сдвинуть полюс и на восток, когда он движется к западу от оси субтропического гребня, либо, если он взаимодействует с средне-салотным потоком, таким как струя или Экстратропический циклон . Это движение, называемое « рекурвита », обычно встречается вблизи западного края основных океанских бассейнов, где струйный поток обычно имеет компонент полюса, а внетропические циклоны распространены. Примером повторной репутатуры тропического циклона был йфун -leoke в 2006 году.

Эффекты

Основные статьи: эффекты тропических циклонов и эффектов тропического циклона по региону

Природные явления, вызванные или ухудшенными тропическими циклонами

Тропические циклоны в море вызывают большие волны, сильные дождь , наводнения и сильные ветры, нарушая международную судоходство и, порой, вызывая кораблекрушения. Тропические циклоны разжигают воду, оставляя прохладу позади них, что заставляет область быть менее благоприятной для последующих тропических циклонов. На суше сильные ветры могут повредить или уничтожить транспортные средства, здания, мосты и другие внешние предметы, превращая свободные мусоры в смертельные летающие снаряды. Штормовой нагонок , или увеличение уровня моря из -за циклона, как правило, является худшим эффектом от высадных тропических циклонов, исторически приводящих к 90% смертей тропического циклона. Cyclone Mahina произвел самый высокий штормовой нагонок на зарегистрированном наше, 13 м (43 фута), в заливе Батерст , Квинсленд , Австралия , в марте 1899 года. Другие опасности на основе океана, которые производят тропические циклоны, представляют собой токи разрыва и нехватки . Эти опасности могут возникнуть в сотнях километров (сотни миль) от центра циклона, даже если другие погодные условия являются благоприятными. Широкое вращение приземляющегося тропического циклона и вертикальный сдвиг ветра на его периферии, порождает торнадо . Торнадо также может быть порождено в результате мезопартий Eyewall , которые сохраняются до вынослия. Ураган Иван произвел 120 торнадо , больше, чем любой другой тропический циклон. Молния производится в тропических циклонах; Это занятие более интенсивнее в более сильных штормах и ближе к глазурям шторма. Тропические циклоны могут увеличить количество снегопада, которое испытывает регион, обеспечивая дополнительную влагу. Ледяные пожары могут быть ухудшены, когда ближайший шторм фанат их пламя сильным ветром.

Влияние на имущество и человеческую жизнь

Последствия урагана Айк на полуострове Боливар, штат Техас

Число ураганов в размере 1 миллиарда долларов США почти удвоилось с 1980-х до 2010-х годов, а затраты с поправкой на инфляцию увеличились более чем в одиннадцать раз. Увеличение было связано с изменением климата и большему количеству людей, переезжающих в прибрежные районы.

Тропические циклоны регулярно влияют на береговые линии большинства Атлантического основных водных тел земли вдоль , Тихого и Индийского океана . Тропические циклоны вызвали значительное разрушение и потерю человеческой жизни, что привело к примерно 2 миллионам смертей с 19 -го века. Большие площади стоячей воды, вызванные наводнениями, приводят к инфекции , а также способствуют развитию заболеваний комаров . Многолюдные эвакуированные в приютах увеличивают риск распространения заболеваний. Тропические циклоны значительно прерывают инфраструктуру, что приводит к отключениям электроэнергии , разрушению мостов и дороги, а также к затруднению усилий по реконструкции. Ветры и вода от штормов могут повредить или уничтожить дома, здания и другие искусственные сооружения. Тропические циклоны разрушают сельское хозяйство, убивают скот и предотвращают доступ к рынкам как для покупателей, так и для продавцов; Оба из них приводят к финансовым потерям. Мощные циклоны, которые делают землю - перемещаясь с океана к земле - являются одними из самых мощных, хотя это не всегда так. В среднем 86 тропических циклонов интенсивности тропических штормов образуются ежегодно по всему миру, причем 47 достигают силы урагана или тайфуна, а 20 становятся интенсивными тропическими циклонами, супер -тайфунами или основными ураганами (по крайней мере, из интенсивности категории 3 ).

Африка

В Африке тропические циклоны могут происходить из тропических волн, полученных над пустыней Сахара , или иным образом нанести удар по Африке и южной Африке . Cyclone Idai в марте 2019 года попал в Центральный Мозамбик , став самым смертоносным тропическим циклоном в Африке, с 1302 смертельными случаями, а ущерб оценивается в 2,2 миллиарда долларов США. Остров Реунион , расположенный к востоку от Южной Африки, испытывает некоторые из самых влажных тропических циклонов. В январе 1980 года циклонная гиацинта произвела 6083 мм (239,5 дюйма) дождя в течение 15 дней, что было самым большим дождем, зарегистрированным в результате зарегистрированного тропического циклона.

Азия

В Азии тропические циклоны из индийских и Тихого океанов регулярно влияют на некоторые из самых населенных стран на земле. В 1970 году циклон ударил Бангладеш , тогда известный как Восточный Пакистан, создав шторм 6,1 м (20 футов), в результате которого погибли не менее 300 000 человек; Это сделало его самым смертоносным тропическим циклоном в записи. В октябре 2019 года Typhoon Hagibis ударил по японскому острову Хоншу и нанес ущерб в 15 миллиардов долларов США, что сделало его самым дорогостоящим штормом в Японии. На островах, которые составляют Океанию , от Австралии до французской полинезии , обычно затрагивают тропические циклоны. В Индонезии южном циклон поразил остров Флорес в апреле 1973 года, убив 1653 человека, что делает его самым смертоносным тропическим циклоном, зарегистрированным в полушарии .

Северная и Южная Америка

Атлантические и Тихоокеанские ураганы регулярно влияют на Северную Америку . В Соединенных Штатах ураганы Катрина в 2005 году и Харви в 2017 году стали самыми дорогими в стране стихийных бедствий, при этом повреждение денежных средств оценивается в 125 миллиардов долларов США. Катрина ударила Луизиану и в значительной степени разрушила город Новый Орлеан , В то время как Харви вызвал значительное наводнение в юго -восточном Техасе после того, как он упал на 60,58 на (1539 мм) осадков; Это было самое высокое общее количество осадков в стране.

The northern portion of South America experiences occasional tropical cyclones, with 173 fatalities from Tropical Storm Bret in August 1993. The South Atlantic Ocean is generally inhospitable to the formation of a tropical storm. However, in March 2004, Hurricane Catarina struck southeastern Brazil as the first hurricane on record in the South Atlantic Ocean.

Europe

Europe is rarely affected by tropical cyclones; however, the continent regularly encounters storms after they transitioned into extratropical cyclones. Only one tropical depression – Vince in 2005 – struck Spain, and only one subtropical cyclone – Subtropical Storm Alpha in 2020 – struck Portugal. Occasionally, there are tropical-like cyclones in the Mediterranean Sea.

Environmental effects

Although cyclones take an enormous toll in lives and personal property, they may be important factors in the precipitation regimes of places they affect, as they may bring much-needed precipitation to otherwise dry regions. Their precipitation may also alleviate drought conditions by restoring soil moisture, though one study focused on the Southeastern United States suggested tropical cyclones did not offer significant drought recovery. Tropical cyclones also help maintain the global heat balance by moving warm, moist tropical air to the middle latitudes and polar regions, and by regulating the thermohaline circulation through upweling. Research on Pacific cyclones has demonstrated that deeper layers of the ocean receive a heat transfer from these powerful storms. The storm surge and winds of hurricanes may be destructive to human-made structures, but they also stir up the waters of coastal estuaries, which are typically important fish breeding locales. Ecosystems, such as saltmarshes and Mangrove forests, can be severely damaged or destroyed by tropical cyclones, which erode land and destroy vegetation. Tropical cyclones can cause harmful algae blooms to form in bodies of water by increasing the amount of nutrients available. Insect populations can decrease in both quantity and diversity after the passage of storms. Strong winds associated with tropical cyclones and their remnants are capable of felling thousands of trees, causing damage to forests.

When hurricanes surge upon shore from the ocean, salt is introduced to many freshwater areas and raises the salinity levels too high for some habitats to withstand. Some are able to cope with the salt and recycle it back into the ocean, but others can not release the extra surface water quickly enough or do not have a large enough freshwater source to replace it. Because of this, some species of plants and vegetation die due to the excess salt. In addition, hurricanes can carry toxins and acids onshore when they make landfall. The floodwater can pick up the toxins from different spills and contaminate the land that it passes over. These toxins are harmful to the people and animals in the area, as well as the environment around them. Tropical cyclones can cause oil spills by damaging or destroying pipelines and storage facilities. Similarly, chemical spills have been reported when chemical and processing facilities were damaged. Waterways have become contaminated with toxic levels of metals such as nickel, chromium, and mercury during tropical cyclones.

Tropical cyclones can have an extensive effect on geography, such as creating or destroying land. Cyclone Bebe increased the size of Tuvalu island, Funafuti Atoll, by nearly 20%. Hurricane Walaka destroyed the small East Island in 2018, which destroyed the habitat for the endangered Hawaiian monk seal, as well as, threatened sea turtles and seabirds. Landslides frequently occur during tropical cyclones and can vastly alter landscapes; some storms are capable of causing hundreds to tens of thousands of landslides. Storms can erode coastlines over an extensive area and transport the sediment to other locations.

Observation and forecasting

Observation

Main article: Tropical cyclone observation

Sunset view of Hurricane Isidore's rainbands photographed at 2,100 m (7,000 ft)

"Hurricane Hunter" – WP-3D Orion is used to go into the eye of a hurricane for data collection and measurements purposes.

Tropical cyclones have occurred around the world for millennia. Reanalyses and research are being undertaken to extend the historical record, through the usage of proxy data such as overwash deposits, beach ridges and historical documents such as diaries. Major tropical cyclones leave traces in overwash records and shell layers in some coastal areas, which have been used to gain insight into hurricane activity over the past thousands of years. Sediment records in Western Australia suggest an intense tropical cyclone in the 4th millennium BC.

Proxy records based on paleotempestological research have revealed that major hurricane activity along the Gulf of Mexico coast varies on timescales of centuries to millennia. In the year 957, a powerful typhoon struck southern China, killing around 10,000 people due to flooding. The Spanish colonization of Mexico described "tempestades" in 1730, although the official record for Pacific hurricanes only dates to 1949. In the south-west Indian Ocean, the tropical cyclone record goes back to 1848. In 2003, the Atlantic hurricane reanalysis project examined and analyzed the historical record of tropical cyclones in the Atlantic back to 1851, extending the existing database from 1886.

Before satellite imagery became available during the 20th century, many of these systems went undetected unless it impacted land or a ship encountered it by chance. Often in part because of the threat of hurricanes, many coastal regions had sparse population between major ports until the advent of automobile tourism; therefore, the most severe portions of hurricanes striking the coast may have gone unmeasured in some instances. The combined effects of ship destruction and remote landfall severely limit the number of intense hurricanes in the official record before the era of hurricane reconnaissance aircraft and satellite meteorology. Although the record shows a distinct increase in the number and strength of intense hurricanes, therefore, experts regard the early data as suspect. The ability of climatologists to make a long-term analysis of tropical cyclones is limited by the amount of reliable historical data.

During the 1940s, routine aircraft reconnaissance started in both the Atlantic and Western Pacific basin during the mid-1940s, which provided ground truth data, however, early flights were only made once or twice a day. Polar-orbiting weather satellites were first launched by the United States National Aeronautics and Space Administration in 1960 but were not declared operational until 1965. However, it took several years for some of the warning centers to take advantage of this new viewing platform and develop the expertise to associate satellite signatures with storm position and intensity.

Intense tropical cyclones pose a particular observation challenge, as they are a dangerous oceanic phenomenon, and weather stations, being relatively sparse, are rarely available on the site of the storm itself. In general, surface observations are available only if the storm is passing over an island or a coastal area, or if there is a nearby ship. Real-time measurements are usually taken in the periphery of the cyclone, where conditions are less catastrophic and its true strength cannot be evaluated. For this reason, there are teams of meteorologists that move into the path of tropical cyclones to help evaluate their strength at the point of landfall.

Tropical cyclones are tracked by weather satellites capturing visible and infrared images from space, usually at half-hour to quarter-hour intervals. As a storm approaches land, it can be observed by land-based Doppler weather radar. Radar plays a crucial role around landfall by showing a storm's location and intensity every several minutes. Other satellites provide information from the perturbations of GPS signals, providing thousands of snapshots per day and capturing atmospheric temperature, pressure, and moisture content.

In situ measurements, in real-time, can be taken by sending specially equipped reconnaissance flights into the cyclone. In the Atlantic basin, these flights are regularly flown by United States government hurricane hunters. These aircraft fly directly into the cyclone and take direct and remote-sensing measurements. The aircraft also launch GPS dropsondes inside the cyclone. These sondes measure temperature, humidity, pressure, and especially winds between flight level and the ocean's surface. A new era in hurricane observation began when a remotely piloted Aerosonde, a small drone aircraft, was flown through Tropical Storm Ophelia as it passed Virginia's eastern shore during the 2005 hurricane season. A similar mission was also completed successfully in the western Pacific Ocean.

Forecasting

See also: Tropical cyclone track forecasting, Tropical cyclone prediction model, and Tropical cyclone rainfall forecasting

A general decrease in error trends in tropical cyclone path prediction is evident since the 1970s.

High-speed computers and sophisticated simulation software allow forecasters to produce computer models that predict tropical cyclone tracks based on the future position and strength of high- and low-pressure systems. Combining forecast models with increased understanding of the forces that act on tropical cyclones, as well as with a wealth of data from Earth-orbiting satellites and other sensors, scientists have increased the accuracy of track forecasts over recent decades. However, scientists are not as skillful at predicting the intensity of tropical cyclones. The lack of improvement in intensity forecasting is attributed to the complexity of tropical systems and an incomplete understanding of factors that affect their development. New tropical cyclone position and forecast information is available at least every six hours from the various warning centers.

Geopotential height

Main article: Geopotential height

In meteorology, geopotential heights are used when creating forecasts and analyzing pressure systems. Geopotential heights represent the estimate of the real height of a pressure system above the average sea level. Geopotential heights for weather are divided up into several levels. The lowest geopotential height level is 850 hPa (25.10 inHg), which represents the lowest 1,500 m (5,000 ft) of the atmosphere. The moisture content, gained by using either the relative humidity or the precipitable water value, is used in creating forecasts for precipitation. The next level, 700 hPa (20.67 inHg), is at a height of 2,300–3,200 m (7,700–10,500 ft); 700 hPa is regarded as the highest point in the lower atmosphere. At this layer, both vertical movement and moisture levels are used to locate and create forecasts for precipitation. The middle level of the atmosphere is at 500 hPa (14.76 inHg) or a height of 4,900–6,100 m (16,000–20,000 ft). The 500 hPa level is used for measuring atmospheric vorticity, commonly known as the spin of air. The relative humidity is also analyzed at this height in order to establish where precipitation is likely to materialize. The next level occurs at 300 hPa (8.859 inHg) or a height of 8,200–9,800 m (27,000–32,000 ft). The top-most level is located at 200 hPa (5.906 inHg), which corresponds to a height of 11,000–12,000 m (35,000–41,000 ft). Both the 200 and 300 hPa levels are mainly used to locate the jet stream.

Society and culture

Preparations

Main articles: Tropical cyclone preparedness and Tropical cyclone engineering

Evacuation route sign on Tulane Avenue in New Orleans shows lines from long standing floodwaters after Hurricane Katrina.

Ahead of the formal season starting, people are urged to prepare for the effects of a tropical cyclone by politicians and weather forecasters, among others. They prepare by determining their risk to the different types of weather, tropical cyclones cause, checking their insurance coverage and emergency supplies, as well as determining where to evacuate to if needed. When a tropical cyclone develops and is forecast to impact land, each member nation of the World Meteorological Organization issues various watches and warnings to cover the expected effects. However, there are some exceptions with the United States National Hurricane Center and Fiji Meteorological Service responsible for issuing or recommending warnings for other nations in their area of responsibility.

An important decision in individual preparedness is determining if and when to evacuate an area that will be affected by a tropical cyclone. Tropical cyclone tracking charts allow people to track ongoing systems to form their own opinions regarding where the storms are going and whether or not they need to prepare for the system being tracked, including possible evacuation. This continues to be encouraged by the National Oceanic and Atmospheric Administration and National Hurricane Center.

Response

Main article: Tropical cyclone response

Relief efforts for Hurricane Dorian in the Bahamas

Hurricane response is the disaster response after a hurricane. Activities performed by hurricane responders include assessment, restoration, and demolition of buildings; removal of debris and waste; repairs to land-based and maritime infrastructure; and public health services including search and rescue operations. Hurricane response requires coordination between federal, tribal, state, local, and private entities. According to the National Voluntary Organizations Active in Disaster, potential response volunteers should affiliate with established organizations and should not self-deploy, so that proper training and support can be provided to mitigate the danger and stress of response work.

Hurricane responders face many hazards. Hurricane responders may be exposed to chemical and biological contaminants including stored chemicals, sewage, human remains, and mold growth encouraged by flooding, as well as asbestos and lead that may be present in older buildings. Common injuries arise from falls from heights, such as from a ladder or from level surfaces; from electrocution in flooded areas, including from backfeed from portable generators; or from motor vehicle accidents. Long and irregular shifts may lead to sleep deprivation and fatigue, increasing the risk of injuries, and workers may experience mental stress associated with a traumatic incident. Additionally, heat stress is a concern as workers are often exposed to hot and humid temperatures, wear protective clothing and equipment, and have physically difficult tasks.

See also

• Cyclone – Large scale rotating air mass
• Tropical cyclones by year
• Tropical cyclones in 2024
• 2024 Atlantic hurricane season
• 2024 Pacific hurricane season
• 2024 Pacific typhoon season
• 2024 North Indian Ocean cyclone season
• 2024–25 South-West Indian Ocean cyclone season
• 2024–25 Australian region cyclone season
• 2024–25 South Pacific cyclone season

Внешние ссылки

• Национальный центр ураганов Соединенных Штатов - Северная Атлантика, восточная часть Тихого океана
• Центр ураганов Центрального Тихого океана США - центральная часть Тихого океана
• Японское метеорологическое агентство - западная часть Тихого океана
• Индийский метеорологический департамент - Индийский океан
• Meteo-France-Воссоединение -Южный Индан Океан от 30 до 90 ° E
• Индонезийский метеорологический департамент - Южный Индийский океан с 90 ° С.
• Австралийское бюро метеорологии - Южно -Индийский океан и южная часть Тихого океана с 90 до 160 ° E
• Национальная метеорологическая служба Папуа -Новая Гвинея - южная часть Тихого океана к востоку от 160 ° E, к северу от 10 ° С
• Метеорологическая служба Фиджи - южная часть Тихого океана к западу от 160 ° E, к северу от 25 ° S
• Metservice New Zealand - южная часть Тихого океана к западу от 160 ° E, к югу от 25 ° S