Тропический циклон

«Ураган» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о сильном тропическом циклоне, возникающем в Атлантическом океане, см. «Атлантический ураган» . Чтобы узнать о других значениях, см. Ураган (значения) .

«Тропическая депрессия» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о группе, см. «Тропическая депрессия (группа)» . Информацию об альбоме см. в дискографии The Mountain Goats § Split EPs .

Пример тропического циклона, урагана «Флоренция» в 2018 году, вид с Международной космической станции : глаз , стена глаза и окружающие полосы дождя являются характеристиками тропических циклонов.

— Тропический циклон быстро вращающаяся штормовая система с центром низкого давления , замкнутой низкоуровневой циркуляцией атмосферы , сильными ветрами и спиральным расположением гроз, вызывающих сильный дождь и шквалы . В зависимости от своего местоположения и силы тропический циклон называют ураганом ( / ˈ h ʌr ɪ k ən , -k eɪ n / ( ), тайфуном f / t aɪ ˈ uː . n / ), тропическим штормом , циклоническим штормом , тропической депрессией или просто циклон . Ураган — это сильный тропический циклон, который возникает в Атлантическом океане или северо-восточной части Тихого океана , а тайфун возникает в северо-западной части Тихого океана. В Индийском океане и южной части Тихого океана подобные штормы называются «тропическими циклонами». В наше время во всем мире ежегодно образуется в среднем от 80 до 90 названных тропических циклонов, более половины из которых развивают ураганный ветер скоростью 65 узлов (120 км / ч; 75 миль в час) или более. Тропические циклоны уносят тепло из тропиков и переносят его в умеренные широты. Это играет важную роль в регулировании глобального климата . Тропические циклоны могут быть очень вредными для людей.

Тропические циклоны обычно образуются над большими водоемами с относительно теплой водой. Они получают свою энергию за счет испарения воды с поверхности океана , которая в конечном итоге конденсируется в облака и дождь, когда влажный воздух поднимается и охлаждается до насыщения . Этот источник энергии отличается от источника энергии циклонических штормов в средних широтах , таких как северо-восточные и европейские ураганы . Эти штормы вызваны, главным образом, горизонтальными температурными контрастами . Тропические циклоны обычно имеют диаметр от 100 до 2000 км (от 62 до 1243 миль).

Сильные вращающиеся ветры тропического циклона являются результатом сохранения углового момента, передаваемого вращением Земли , когда воздух течет внутрь к оси вращения. В результате циклоны редко образуются в пределах 5° от экватора были , хотя некоторые случаи . Тропические циклоны очень редки в Южной Атлантике (хотя отдельные примеры все же случаются ) из-за постоянно сильного сдвига ветра и слабой внутритропической зоны конвергенции . Напротив, африканские восточные струи и области атмосферной нестабильности порождают циклоны в Атлантическом океане и Карибском море .

Основным источником энергии для этих штормов являются теплые океанские воды. Поэтому эти штормы обычно наиболее сильны, когда над водой или вблизи нее, и довольно быстро ослабевают над сушей. Это приводит к тому, что внутренние регионы гораздо менее уязвимы к циклонам, чем прибрежные регионы, при этом жители тропических островов сталкиваются с наибольшей угрозой из всех, хотя приливные наводнения часто сильнее на континентальных побережьях, чем на островах. Повреждение побережья может быть вызвано сильными ветрами и дождями, высокими волнами (из-за ветра), штормовыми нагонами (из-за ветра и сильных изменений давления), а также возможностью возникновения торнадо .

Тропические циклоны всасывают воздух с большой территории и концентрируют содержащуюся в этом воздухе воду в виде осадков на гораздо меньшей территории. Это пополнение влагосодержащего воздуха после дождя может вызвать чрезвычайно сильный дождь в течение нескольких часов или нескольких дней на расстоянии до 40 км (25 миль) от береговой линии, что намного превышает количество воды, которое удерживает местная атмосфера в любой момент времени. Это, в свою очередь, может привести к разливу рек , затоплению суши и общему затоплению местных водохозяйственных сооружений на большой территории.

влиять на тропические циклоны Изменение климата может по-разному из-за его воздействия на круговорот воды . Вполне возможно, что изменение климата может привести к усилению дождя и ветра, увеличению распространенности самых сильных штормов, заставляя циклоны распространяться дальше на север или юг, но также уменьшая частоту их возникновения. Тропические циклоны используют теплый влажный воздух в качестве источника энергии или топлива . Поскольку изменение климата приводит к повышению температуры океана , потенциально доступно больше этого топлива.

Определение и терминология

Тропический циклон — это общий термин, обозначающий теплую, нефронтальную синоптического масштаба систему низкого давления над тропическими или субтропическими водами по всему миру. Системы обычно имеют четко выраженный центр, окруженный глубокой атмосферной конвекцией и замкнутой циркуляцией ветра у поверхности. Обычно считается, что тропический циклон сформировался, когда наблюдается средняя скорость приземного ветра, превышающая 35 узлов (65 км / ч; 40 миль в час). На этом этапе предполагается, что тропический циклон стал самоподдерживающимся и может продолжать усиливаться без какой-либо помощи со стороны окружающей среды.

В зависимости от своего местоположения и силы тропический циклон называют по -разному , включая ураган , тайфун , тропический шторм , циклонический шторм , тропическую депрессию или просто циклон . Ураган — это сильный тропический циклон, который возникает в Атлантическом океане или северо-восточной части Тихого океана , а тайфун возникает в северо-западной части Тихого океана. В Индийском океане и южной части Тихого океана подобные штормы называются «тропическими циклонами», а такие штормы в Индийском океане также можно назвать «сильными циклоническими штормами».

Тропический относится к географическому происхождению этих систем, которые формируются почти исключительно над тропическими морями. Циклон относится к их ветрам, движущимся по кругу, кружащимся вокруг их центрального ясного глаза , при этом их приземные ветры дуют против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном полушарии . Противоположное направление циркуляции обусловлено эффектом Кориолиса .

Формирование

Основная статья: Тропический циклогенез

Схема тропического циклона в северном полушарии.

Тропические циклоны, как правило, развиваются летом, но наблюдаются почти каждый месяц в большинстве бассейнов тропических циклонов . Тропические циклоны по обе стороны экватора обычно возникают в зоне внутритропической конвергенции , где ветры дуют либо с северо-востока, либо с юго-востока. В этой обширной области низкого давления воздух нагревается над теплым тропическим океаном и поднимается отдельными порциями, что приводит к образованию грозовых ливней. Эти ливни рассеиваются довольно быстро; однако они могут группироваться в большие кластеры гроз. При этом создается поток теплого, влажного, быстро поднимающегося воздуха, который начинает циклонически вращаться , взаимодействуя с вращением Земли.

Для дальнейшего развития этих гроз требуется несколько факторов, в том числе температура поверхности моря около 27 ° C (81 ° F) и низкий вертикальный сдвиг ветра вокруг системы. нестабильность атмосферы, высокая влажность на нижних и средних уровнях тропосферы , сила Кориолиса, достаточная для развития центра низкого давления , а также ранее существовавший очаг или возмущение низкого уровня. Существует ограничение на интенсивность тропического циклона, которое сильно зависит от температуры воды на его пути. и дивергенция верхнего уровня. Ежегодно во всем мире образуется в среднем 86 тропических циклонов интенсивности тропического шторма. Из них 47 достигают силы более 119 км/ч (74 миль в час), а 20 становятся интенсивными тропическими циклонами (по крайней мере, категории 3 интенсивности по шкале Саффира-Симпсона ).

Климатические колебания, такие как Эль-Ниньо – Южное колебание (ЭНСО) и колебание Мэддена – Джулиана, модулируют время и частоту развития тропических циклонов. Волны Россби могут помочь в формировании нового тропического циклона, распространяя энергию существующего, зрелого шторма. Волны Кельвина могут способствовать образованию тропических циклонов, регулируя развитие западных ветров . Образование циклонов обычно уменьшается за 3 дня до гребня волны и увеличивается в течение 3 дней после.

Районы формирования и центры оповещения

Основные статьи: Бассейны тропических циклонов и Региональный специализированный метеорологический центр.

Бассейны тропических циклонов и официальные центры предупреждения

Бассейн	Центр предупреждения	Зона ответственности	Примечания
Северное полушарие
Северная Атлантика	США Национальный центр ураганов (Майами)	Экватор на севере, африканское побережье – 140° з.д.
Восточная часть Тихого океана	США Центр ураганов Центральной части Тихого океана (Гонолулу)	Экватор на север, 140–180 ° з.д.
Западная часть Тихого океана	Японское метеорологическое агентство	Экватор – 60° с.ш., 180–100° в.д.
Северная часть Индийского океана	Метеорологический департамент Индии	Экватор на север, 100–40 ° в.д.
Южное полушарие
Юго-Запад Индийский океан	Метео-Франс Реюньон	Экватор – 40°ю.ш., побережье Африки – 90°в.д.
Австралийский регион	Индонезийская метеорология, климатология, и геофизическое агентство (BMKG)	Экватор – 10°ю.ш., 90–141°в.д.
	Национальная метеорологическая служба Папуа-Новой Гвинеи	Экватор – 10°ю.ш., 141–160°в.д.
	Австралийское бюро метеорологии	10–40°ю.ш., 90–160°в.д.
Южная часть Тихого океана	Метеорологическая служба Фиджи	Экватор – 25°ю.ш., 160°в.д. – 120°з.д.
	Метеорологическая служба Новой Зеландии	25–40°ю.ш., 160°в.д. – 120°з.д.

Большинство тропических циклонов каждый год образуется в одном из семи бассейнов тропических циклонов, за которыми наблюдают различные метеорологические службы и центры предупреждения. Десять из этих центров предупреждения по всему миру определены программой Всемирной метеорологической организации (ВМО) по тропическим циклонам либо как метеорологический центр , либо как Центр предупреждения о тропических циклонах Региональный специализированный . Эти центры предупреждения выпускают рекомендации, которые предоставляют базовую информацию и охватывают текущее состояние систем, прогнозируемое положение, движение и интенсивность в назначенных им зонах ответственности. Метеорологические службы по всему миру, как правило, несут ответственность за выпуск предупреждений для своей страны, однако есть исключения: Национальный центр ураганов США и Метеорологическая служба Фиджи выпускают оповещения, часы и предупреждения для различных островных государств в своих зонах ответственности. США Объединенный центр предупреждения о тайфунах и Метеоцентр флота также публично выпускают предупреждения о тропических циклонах от имени правительства США . Гидрографический центр ВМС Бразилии называет южноатлантические тропические циклоны , однако Южная Атлантика не является крупным бассейном и не является официальным бассейном по данным ВМО.

Интенсивность

Интенсивность тропических циклонов зависит от скорости и давления ветра; взаимосвязь между ветром и давлением часто используется при определении силы шторма. Шкалы тропических циклонов, такие как шкала ураганного ветра Саффира-Симпсона и шкала Австралии (Бюро метеорологии), используют скорость ветра только для определения категории шторма. Самый сильный шторм за всю историю наблюдений - «Тайфун» в северо-западной части Тихого океана в 1979 году, минимальное давление которого достигло 870 гПа (26 дюймов рт. ст. ), а максимальная устойчивая скорость ветра - 165 узлов (85 м/с; 305 км/ч; 190 миль в час). ). Самая высокая максимальная устойчивая скорость ветра, когда-либо зарегистрированная, составила 185 узлов (95 м/с; 345 км/ч; 215 миль в час) во время урагана «Патриция» в 2015 году — самого сильного циклона, когда-либо зарегистрированного в Западном полушарии .

Факторы, влияющие на интенсивность

Теплая температура поверхности моря необходима для формирования и усиления тропических циклонов. Общепринятый минимальный диапазон температур, при котором это может произойти, составляет 26–27 ° C (79–81 ° F), однако многочисленные исследования предложили более низкий минимум - 25,5 ° C (77,9 ° F). Более высокие температуры поверхности моря приводят к более быстрым темпам интенсификации, а иногда даже к быстрой интенсификации . Высокое содержание тепла в океане , также известное как тепловой потенциал тропических циклонов , позволяет штормам достигать более высокой интенсивности. Большинство тропических циклонов, которые быстро усиливаются, пересекают регионы с высоким содержанием тепла в океане, а не с более низкими значениями. Высокие значения содержания тепла в океане могут помочь компенсировать охлаждение океана, вызванное прохождением тропического циклона, ограничивая влияние этого охлаждения на шторм. Более быстро движущиеся системы способны усиливаться до более высоких значений интенсивности при более низких значениях содержания тепла в океане. Медленно движущимся системам для достижения той же интенсивности требуются более высокие значения теплосодержания океана.

Прохождение тропического циклона над океаном приводит к существенному охлаждению верхних слоев океана — процесс, известный как апвеллинг . что может негативно повлиять на последующее развитие циклона. Это охлаждение в первую очередь вызвано перемешиванием ветром холодной воды из более глубоких слоев океана с теплыми поверхностными водами. Этот эффект приводит к возникновению процесса отрицательной обратной связи, который может затормозить дальнейшее развитие или привести к ослаблению. Дополнительное охлаждение может происходить в виде холодной воды от падающих капель дождя (это потому, что на больших высотах атмосфера прохладнее). Облачный покров также может играть роль в охлаждении океана, защищая поверхность океана от прямых солнечных лучей до и немного после прохождения шторма. Все эти эффекты могут в совокупности привести к резкому падению температуры поверхности моря на большой территории всего за несколько дней. И наоборот, перемешивание морей может привести к попаданию тепла в более глубокие воды, что потенциально повлияет на глобальный климат .

Вертикальный сдвиг ветра снижает предсказуемость тропических циклонов, при этом штормы демонстрируют широкий диапазон реакций при наличии сдвига. Сдвиг ветра часто отрицательно влияет на усиление тропических циклонов, вытесняя влагу и тепло из центра системы. Низкие уровни вертикального сдвига ветра являются наиболее оптимальными для усиления, тогда как более сильный сдвиг ветра вызывает ослабление. Сухой воздух, увлекаемый ядром тропического циклона, отрицательно влияет на его развитие и интенсивность, уменьшая атмосферную конвекцию и внося асимметрию в структуру шторма. Симметричный, сильный отток приводит к более быстрым темпам интенсификации, чем наблюдается в других системах, за счет смягчения местного сдвига ветра. Ослабление оттока связано с ослаблением дождевых полос внутри тропического циклона. Тропические циклоны могут по-прежнему усиливаться, даже быстро, при умеренном или сильном сдвиге ветра в зависимости от развития и структуры штормовой конвекции.

Размер тропических циклонов играет роль в том, насколько быстро они усиливаются. Меньшие тропические циклоны более склонны к быстрому усилению, чем более крупные. Эффект Фудзивары , который включает взаимодействие между двумя тропическими циклонами, может ослабить и в конечном итоге привести к рассеянию более слабого из двух тропических циклонов за счет уменьшения организации конвекции системы и придания горизонтального сдвига ветра. Тропические циклоны обычно ослабевают, находясь над сушей, потому что условия часто бывают неблагоприятными из-за отсутствия океанического воздействия. Эффект Коричневого океана может позволить тропическому циклону сохранять или увеличивать свою интенсивность после выхода на сушу в случаях, когда были обильные дожди, за счет высвобождения скрытого тепла из насыщенной почвы. Орографический подъем может вызвать значительное увеличение интенсивности конвекции тропического циклона, когда его глазок движется над горой, разрушая сдерживавший его пограничный слой. Реактивные течения могут как усиливать, так и подавлять интенсивность тропических циклонов, влияя на отток шторма, а также на вертикальный сдвиг ветра.

Быстрая интенсификация

Основная статья: Быстрая интенсификация

Иногда тропические циклоны могут подвергаться процессу, известному как быстрая интенсификация, периоду, когда максимальная устойчивая скорость ветра тропического циклона увеличивается на 30 узлов (56 км/ч; 35 миль в час) или более в течение 24 часов. Аналогичным образом, быстрое углубление тропических циклонов определяется как минимальное снижение давления на поверхности моря на 1,75 гПа (0,052 дюйма рт. ст.) в час или 42 гПа (1,2 дюйма рт. ст.) в течение 24 часов; Взрывное углубление происходит, когда поверхностное давление снижается на 2,5 гПа (0,074 дюйма рт. ст.) в час в течение не менее 12 часов или на 5 гПа (0,15 дюйма рт. ст.) в час в течение не менее 6 часов. Для того чтобы произошла быстрая интенсификация, необходимо наличие ряда условий. Температура воды должна быть чрезвычайно высокой (около 30 ° C (86 ° F) или выше), а вода такой температуры должна быть достаточно глубокой, чтобы волны не поднимали более холодную воду на поверхность. С другой стороны, тепловой потенциал тропических циклонов является одним из таких нетрадиционных подземных океанографических параметров, влияющих на интенсивность циклонов . Сдвиг ветра должен быть небольшим; при сильном сдвиге ветра конвекция и циркуляция в циклоне будут нарушены. Обычно также должен присутствовать антициклон в верхних слоях тропосферы над штормом - для развития чрезвычайно низкого приземного давления воздух должен очень быстро подниматься в стенке глаза шторма, и антициклон верхнего уровня помогает направить это движение. эффективно отделять воздух от циклона. Однако некоторые циклоны, такие как ураган Эпсилон, быстро усилились, несмотря на относительно неблагоприятные условия.

Рассеяние

Ураган Полетт в 2020 году является примером поперечного , тропического циклона с глубокой конвекцией слегка удаленной от центра системы.

Существует несколько способов, которыми тропический циклон может ослабить, рассеяться или потерять свои тропические характеристики. К ним относятся выход на берег, перемещение по более прохладной воде, столкновение с сухим воздухом или взаимодействие с другими погодными системами; однако, как только система рассеялась или потеряла свои тропические характеристики, ее остатки могут регенерировать тропический циклон, если условия окружающей среды станут благоприятными.

Тропический циклон может рассеяться, когда он движется над водой, температура которой значительно ниже 26,5 ° C (79,7 ° F). Это лишит шторм таких тропических характеристик, как теплое ядро ​​с грозами вблизи центра, и он станет остаточной областью низкого давления . Остаточные системы могут сохраняться в течение нескольких дней, прежде чем потеряют свою идентичность. Этот механизм диссипации наиболее распространен в восточной части северной части Тихого океана. Ослабление или рассеивание также может произойти, если во время шторма возникает вертикальный сдвиг ветра, который заставляет конвекцию и тепловую машину отклоняться от центра; обычно это прекращает развитие тропического циклона. Кроме того, его взаимодействие с главным поясом Западных ветров посредством слияния с близлежащей фронтальной зоной может привести к эволюции тропических циклонов во внетропические циклоны . Этот переход может занять 1–3 дня.

Если тропический циклон достигнет берега или пройдет над островом, его циркуляция может начать нарушаться, особенно если он столкнется с гористой местностью. Когда система выходит на берег на большом участке суши, она лишается доступа к теплому влажному морскому воздуху и начинает всасывать сухой континентальный воздух. Это, в сочетании с усилением трения о участки суши, приводит к ослаблению и рассеиванию тропического циклона. В гористой местности система может быстро ослабнуть; однако на равнинных участках он может сохраняться в течение двух-трех дней, прежде чем кровообращение нарушится и рассеется.

На протяжении многих лет рассматривался ряд методов искусственной модификации тропических циклонов. Эти методы включают в себя использование ядерного оружия , охлаждение океана айсбергами, сдувание шторма с суши с помощью гигантских вентиляторов и засев отдельных штормов сухим льдом или йодидом серебра . Однако эти методы не позволяют оценить продолжительность, интенсивность, мощность и размер тропических циклонов.

Методы оценки интенсивности

Для более широкого освещения этой темы см. «Техника Дворжака» и «Скаттерометр» .

Для оценки интенсивности тропического циклона используются различные методы и приемы, в том числе наземные, спутниковые и воздушные. Самолеты-разведчики летают вокруг тропических циклонов и сквозь них, оснащенные специальными приборами, для сбора информации, которую можно использовать для определения ветров и давления в системе. Тропические циклоны обладают ветрами разной скорости на разной высоте. Ветер, зарегистрированный на эшелоне полета, можно преобразовать для определения скорости ветра у поверхности. Наземные наблюдения, такие как сводки с судов, наземных станций, мезонет , прибрежных станций и буев, могут предоставить информацию об интенсивности тропического циклона или направлении его движения. Соотношения ветра и давления (WPR) используются как способ определения давления шторма на основе скорости его ветра. Для расчета WPR было предложено несколько различных методов и уравнений. Каждое агентство по тропическим циклонам использует свой собственный фиксированный WPR, что может привести к неточностям между агентствами, которые публикуют оценки в одной и той же системе. ASCAT — это рефлектометр , 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 показал свою надежность при более высокой интенсивности и в условиях сильных дождей, в отличие от приборов на основе скаттерометра и других радиометров.

Методика Дворжака играет большую роль как в классификации тропического циклона, так и в определении его интенсивности. Этот метод, используемый в центрах предупреждения, был разработан Верноном Дворжаком в 1970-х годах и использует как видимые, так и инфракрасные спутниковые изображения для оценки интенсивности тропических циклонов. Методика Дворжака использует шкалу «Т-числа», масштабируемую с шагом 0,5 от Т1.0 до Т8.0. Каждому Т-числу присвоена интенсивность, причем большие Т-числа указывают на более сильную систему. Тропические циклоны оцениваются синоптиками по множеству моделей, включая изогнутые полосы , сдвиг, плотную облачность в центре и глаз, чтобы определить Т-число и, таким образом, оценить интенсивность шторма. Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований работает над разработкой и усовершенствованием автоматизированных спутниковых методов, таких как усовершенствованная технология Дворжака (ADT) и SATCON. ADT, используемый большим количеством центров прогнозирования, использует инфракрасные геостационарные спутниковые изображения и алгоритм, основанный на методе Дворжака, для оценки интенсивности тропических циклонов. ADT имеет ряд отличий от обычного метода Дворжака, включая изменения в правилах ограничения интенсивности и использование микроволновых изображений для определения интенсивности системы на ее внутренней структуре, что предотвращает выравнивание интенсивности до того, как на инфракрасных изображениях появится глаз. SATCON взвешивает оценки различных спутниковых систем и микроволновых зондов , учитывая сильные и слабые стороны каждой отдельной оценки, чтобы получить согласованную оценку интенсивности тропического циклона, которая иногда может быть более надежной, чем метод Дворжака.

Показатели интенсивности

Используются несколько показателей интенсивности, включая накопленную энергию циклона (ACE), индекс ураганного нагона , индекс тяжести урагана , индекс рассеиваемой мощности (PDI) и интегрированную кинетическую энергию (IKE). ACE — это показатель общего количества энергии, которую система израсходовала за свой срок службы. ACE рассчитывается путем суммирования квадратов устойчивой скорости ветра циклона каждые шесть часов, пока интенсивность тропического шторма в системе не превышает его, а также тропического или субтропического режима. Расчет PDI по своей сути аналогичен расчету ACE, с основным отличием в том, что скорость ветра возводится в куб, а не в квадрат. Индекс ураганного нагона — это показатель потенциального ущерба, который может нанести шторм в результате штормового нагона. Он рассчитывается путем возведения в квадрат делимого скорости штормового ветра и климатологического значения (33 м/с или 74 миль в час), а затем умножения этого количества на делимое радиуса ураганного ветра и его климатологическое значение (96,6 км или 60,0 миль). Это можно представить в виде уравнения как:

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

где v — скорость штормового ветра, а r — радиус ветра ураганной силы. Индекс тяжести ураганов представляет собой шкалу, по которой системе можно присвоить до 50 баллов; до 25 баллов зависят от интенсивности, а остальные 25 - от размера поля ветра урагана. Модель IKE измеряет разрушительную способность тропического циклона посредством ветра, волн и нагонов. Он рассчитывается как:

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

где p — плотность воздуха, u — значение устойчивой скорости приземного ветра, а d _v — элемент объема .

Классификация и наименование

Классификация

Основная статья: Чешуя тропических циклонов

Три тропических циклона сезона тихоокеанских тайфунов 2006 г. на разных стадиях развития. Самый слабый (слева) демонстрирует только самую простую круглую форму. Более сильный шторм (вверху справа) демонстрирует спиральные полосы и повышенную центрацию, а у самого сильного (внизу справа) образовался глаз .

Во всем мире тропические циклоны классифицируются по-разному, в зависимости от местоположения ( бассейны тропических циклонов ), структуры системы и ее интенсивности. Например, в бассейнах Северной Атлантики и восточной части Тихого океана тропический циклон со скоростью ветра более 65 узлов (120 км/ч; 75 миль в час) называется ураганом , а в западной части Западного региона — тайфуном или сильным циклоническим штормом. Тихий или Северный Индийский океан. Когда ураган проходит на запад через международную линию перемены дат в Северном полушарии, он становится известен как тайфун. Это произошло в 2014 году из-за урагана Женевьева , который стал тайфуном Женевьева. В Южном полушарии его называют ураганом, тропическим циклоном или сильным тропическим циклоном, в зависимости от того, расположен ли он в Южной Атлантике, юго-западной части Индийского океана, австралийском регионе или южной части Тихого океана. Дескрипторы тропических циклонов со скоростью ветра ниже 65 узлов (120 км/ч; 75 миль в час) также различаются в зависимости от бассейна тропического циклона и могут быть подразделены на такие категории, как «тропический шторм», «циклонический шторм», «тропическая депрессия», или «глубокая депрессия».

Мы

Основные статьи: Названия тропических циклонов и История наименования тропических циклонов

Практика использования имен для идентификации тропических циклонов восходит к концу 1800-х и началу 1900-х годов и постепенно вытеснила существующую систему — циклоны просто назывались в зависимости от того, с чем они столкнулись. Используемая в настоящее время система обеспечивает достоверную идентификацию суровых погодных систем в краткой форме, которая легко понятна и признана общественностью. Заслуга в первом использовании личных названий для метеорологических систем обычно принадлежит правительства Квинсленда метеорологу Клементу Рэгге , который давал названия системам между 1887 и 1907 годами. Эта система наименования погодных систем впоследствии вышла из употребления на несколько лет после того, как Рагге вышел на пенсию, пока она не была возрождена во второй половине Второй мировой войны для западной части Тихого океана. Впоследствии были введены официальные схемы наименования для бассейнов Северной и Южной Атлантики, Восточной, Центральной, Западной и Южной части Тихого океана, а также австралийского региона и Индийского океана.

В настоящее время тропические циклоны официально названы одной из двенадцати метеорологических служб и сохраняют свои имена на протяжении всей своей жизни, чтобы обеспечить удобство общения между синоптиками и широкой общественностью относительно прогнозов, наблюдений и предупреждений. Поскольку такие системы могут существовать неделю или дольше, а в одном и том же бассейне одновременно может возникать более одной системы, считается, что названия уменьшают путаницу в отношении того, какой шторм описывается. Имена присваиваются в порядке из заранее определенных списков с устойчивой скоростью ветра более 65 км/ч (40 миль в час) в течение одной, трех или десяти минут в зависимости от того, из какого бассейна он возникает. Однако стандарты варьируются от бассейна к бассейну: некоторые тропические депрессии названы в западной части Тихого океана, в то время как тропические циклоны должны иметь значительное количество ураганных ветров, возникающих вокруг центра, прежде чем они будут названы в Южном полушарии . Названия значительных тропических циклонов в северной части Атлантического океана, Тихого океана и австралийского региона исключены из списков имен и заменены другими названиями. Тропическим циклонам, развивающимся по всему миру, центры предупреждения, которые их контролируют, присваивают идентификационный код, состоящий из двузначного числа и суффиксной буквы.

Сопутствующие типы циклонов

См. также: Циклон , Внетропический циклон и Субтропический циклон.

Помимо тропических циклонов, есть еще два класса циклонов в спектре типов циклонов . Эти виды циклонов, известные как внетропические циклоны и субтропические циклоны , могут быть стадиями, через которые проходит тропический циклон во время своего формирования или исчезновения. Внетропический циклон — это шторм, который черпает энергию из горизонтальных перепадов температур, типичных для более высоких широт. Тропический циклон может стать внетропическим по мере продвижения к более высоким широтам, если его источник энергии изменится с тепла, выделяемого при конденсации, на разницу температур между воздушными массами; хотя и не так часто, внетропический циклон может трансформироваться в субтропический шторм, а оттуда в тропический циклон. Из космоса внетропические штормы имеют характерный запятой . рисунок облаков в форме Внетропические 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 формироваться в широком диапазоне широт, от экватора до 50°. Хотя субтропические штормы редко сопровождаются ураганными ветрами, они могут стать тропическими по своей природе по мере нагревания их ядра.

Структура

Глаз и центр

Основная статья: Глаз (циклон)

Глаз и окружающие облака урагана Флоренс в 2018 году , вид с Международной космической станции.

В центре зрелого тропического циклона воздух скорее опускается, чем поднимается. При достаточно сильном шторме воздух может опуститься на достаточно глубокий слой, чтобы подавить образование облаков, тем самым создавая чистый « глаз ». Погода на глазу обычно спокойная и без конвективных облаков , хотя море может быть очень сильным. Глаз обычно круглый и обычно имеет диаметр 30–65 км (19–40 миль), хотя наблюдались глаза размером от 3 км (1,9 мили) до 370 км (230 миль).

Мутный внешний край глаза называется «стенкой глаза». Стенка глаза обычно расширяется с высотой, напоминая футбольный стадион; это явление иногда называют « эффектом стадиона ». Стена глаза — это место, где наблюдается наибольшая скорость ветра, воздух поднимается быстрее всего, облака достигают наибольшей высоты и выпадают самые сильные осадки. Самый сильный ущерб от ветра возникает там, где стена глаза тропического циклона проходит над сушей.

Во время более слабого шторма глаз может быть закрыт центральной плотной облачностью , которая представляет собой перистый щит верхнего уровня, связанный с концентрированной областью сильной грозовой активности вблизи центра тропического циклона.

Стенка глаза может меняться со временем в виде циклов замены стенки глаза , особенно во время интенсивных тропических циклонов. Внешние полосы дождя могут организовываться во внешнее кольцо гроз, которое медленно движется внутрь, что, как полагают, лишает главную стенку глаза влаги и углового момента . Когда основная стена глаза ослабевает, тропический циклон временно ослабевает. Внешняя стенка глаза в конечном итоге заменяет основную в конце цикла, и тогда шторм может вернуться к своей первоначальной интенсивности.

Размер

Для измерения размера шторма обычно используются различные показатели. Наиболее распространенные показатели включают радиус максимального ветра, радиус ветра со скоростью 34 узла (17 м/с; 63 км/ч; 39 ​​миль в час) (т. е. ураганную силу ), радиус крайней замкнутой изобары ( ROCI ) и радиус схода ветра. циклона Дополнительной метрикой является радиус, при котором поле относительной завихренности уменьшается до 1×10. ⁻⁵ с ⁻¹ .

Описания размеров тропических циклонов

КАМНИ (Диаметр)	Тип
Менее 2 градусов широты	Очень маленький/незначительный
2-3 градуса 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 широкий диапазон размеров: от 100 до 2 000 км (62–1 243 мили), если судить по радиусу исчезающего ветра. В среднем они являются крупнейшими в северо-западном бассейне Тихого океана и наименьшими в северо-восточном бассейне Тихого океана . Если радиус крайней замкнутой изобары меньше двух градусов широты (222 км (138 миль)), то циклон является «очень маленьким» или «карликом». Радиус 3–6 градусов широты (333–670 км (207–416 миль)) считается «средним размером». «Очень большие» тропические циклоны имеют радиус более 8 градусов (888 км (552 мили)). Наблюдения показывают, что размер лишь слабо коррелирует с такими переменными, как интенсивность шторма (т.е. максимальная скорость ветра), радиус максимального ветра, широта и максимальная потенциальная интенсивность. Тайфун Тип - самый крупный циклон за всю историю наблюдений, с тропическими штормовыми ветрами диаметром 2170 км (1350 миль). Самый маленький шторм за всю историю наблюдений - тропический шторм «Марко» года 2008 , вызвавший тропический штормовой ветер диаметром всего 37 км (23 мили).

Движение

Движение тропического циклона (т.е. его «траектория») обычно оценивается как сумма двух слагаемых: «управление» фоновым ветром окружающей среды и «бета-дрейф». Некоторые тропические циклоны могут перемещаться на большие расстояния, например, ураган Джон , второй по продолжительности тропический циклон за всю историю наблюдений, который преодолел 13 280 км (8 250 миль), самый длинный путь среди всех тропических циклонов Северного полушария, за свою 31-дневную продолжительность жизни в 1994 .

Экологическое управление

Экологическое управление оказывает основное влияние на движение тропических циклонов. Он представляет собой движение шторма из-за преобладающих ветров и других более широких условий окружающей среды, подобно «листьям, увлекаемым потоком».

Физически ветры или поле течения вблизи тропического циклона можно рассматривать как состоящее из двух частей: потока, связанного с самим штормом, и крупномасштабного фонового потока окружающей среды. Тропические циклоны можно рассматривать как локальные максимумы завихренности , подвешенные внутри крупномасштабного фонового потока окружающей среды. Таким образом, движение тропического циклона можно представить в первом порядке как адвекцию шторма местным потоком окружающей среды . Этот экологический поток называется «управляющим потоком» и оказывает доминирующее влияние на движение тропических циклонов. Силу и направление управляющего потока можно аппроксимировать как вертикальную интеграцию ветров, дующих горизонтально в районе циклона, взвешенную по высоте, на которой возникают эти ветры. Поскольку ветер может меняться в зависимости от высоты, точное определение направления потока может оказаться затруднительным.

Барометрическая высота , на которой фоновые ветры наиболее коррелируют с движением тропического циклона, известна как «уровень управления». Движение более сильных тропических циклонов больше коррелирует с фоновым потоком, усредненным по более толстой части тропосферы , по сравнению с более слабыми тропическими циклонами, движение которых больше коррелирует с фоновым потоком, усредненным по более узкой части нижней тропосферы. При наличии сдвига ветра и скрытого выделения тепла тропические циклоны имеют тенденцию перемещаться в регионы, где потенциальная завихренность увеличивается быстрее всего.

С климатологической точки зрения тропические циклоны направляются в основном на запад под действием пассатов с востока на запад на экваториальной стороне субтропического хребта — области постоянного высокого давления над субтропическими океанами мира. В тропических районах Северной Атлантики и северо-восточной части Тихого океана пассаты направляют тропические восточные волны на запад от африканского побережья к Карибскому морю, Северной Америке и, в конечном итоге, в центральную часть Тихого океана, прежде чем волны затухают. 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 влияют не столько тропические восточные волны, сколько сезонное движение внутритропической зоны конвергенции и муссонной впадины . средних широт Другие погодные системы, такие как впадины и широкие муссонные круговороты, также могут влиять на движение тропических циклонов, изменяя направляющий поток.

Бета-дрейф

Помимо управления окружающей средой, тропический циклон будет иметь тенденцию дрейфовать к полюсу и на запад - движение, известное как «бета-дрейф». Это движение происходит из-за наложения вихря, такого как тропический циклон, на среду, в которой сила Кориолиса меняется в зависимости от широты, например, на сфере или бета-плоскости . Величина компонента движения тропических циклонов, связанная с бета-дрейфом, колеблется в пределах 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 в более высоких широтах. Он косвенно вызван самим штормом в результате обратной связи между циклоническим потоком шторма и окружающей средой.

Физически циклоническая циркуляция шторма перемещает окружающий воздух к полюсу к востоку от центра и к экваториальному западу от центра. Поскольку воздух должен сохранять свой угловой момент , такая конфигурация потока вызывает циклонический круговорот к экватору и к западу от центра шторма, а также антициклонический круговорот к полюсу и к востоку от центра шторма. Совокупный поток этих круговоротов медленно переносит шторм к полюсу и на запад. Этот эффект возникает даже при нулевом потоке окружающей среды. Благодаря прямой зависимости бета-дрейфа от углового момента размер тропического циклона может влиять на влияние бета-дрейфа на его движение; бета-дрейф оказывает большее влияние на движение более крупных тропических циклонов, чем на движение более мелких.

Множественное взаимодействие штормов

Основная статья: Эффект Фудзивары

Третий компонент движения, который возникает относительно редко, включает взаимодействие нескольких тропических циклонов. Когда два циклона приближаются друг к другу, их центры начинают циклонически вращаться вокруг точки между двумя системами. В зависимости от расстояния и силы разделения два вихря могут просто вращаться вокруг друг друга или же могут по спирали достичь центральной точки и слиться. Когда два вихря имеют неравный размер, больший вихрь будет стремиться доминировать во взаимодействии, а меньший вихрь будет вращаться вокруг него. Это явление называется эффектом Фудзивары, в честь Сакухея Фудзивары .

Взаимодействие с западными ветрами средних широт.

См. также: Вестерли

След шторма тайфуна «Иоке» , показывающий повторное искривление у побережья Японии в 2006 году.

Хотя тропический циклон обычно движется в тропиках с востока на запад, его траектория может смещаться в сторону полюса и на восток либо при движении к западу от оси субтропического хребта, либо в другом случае, если он взаимодействует с потоком средних широт, таким как реактивное течение или внетропический циклон . Это движение, называемое « повторным искривлением », обычно происходит вблизи западной окраины основных океанских бассейнов, где реактивные течения обычно имеют полярную составляющую и распространены внетропические циклоны. Примером повторного изгиба тропического циклона стал тайфун Айок в 2006 году.

Эффекты

Основные статьи: Эффекты тропических циклонов и эффекты тропических циклонов по регионам

Природные явления, вызванные или усугубленные тропическими циклонами

Тропические циклоны в море вызывают большие волны, проливные дожди , наводнения и сильные ветры, нарушая международное судоходство, а иногда и вызывая кораблекрушения. Тропические циклоны поднимают воду, оставляя за собой прохладный след, что делает регион менее благоприятным для последующих тропических циклонов. На суше сильный ветер может повредить или разрушить транспортные средства, здания, мосты и другие внешние объекты, превращая обломки в смертоносные летающие снаряды. Штормовой нагон , или повышение уровня моря из-за циклона, обычно является наихудшим последствием обрушивания тропических циклонов на берег, исторически приводя к 90% смертей от тропических циклонов. Циклон Махина произвел самый высокий за всю историю штормовой нагон высотой 13 м (43 фута) в заливе Батерст , Квинсленд , Австралия , в марте 1899 года. Другими опасностями океанского происхождения, порождаемыми тропическими циклонами, являются отводные течения и отливы . Эти опасности могут возникнуть за сотни километров (сотни миль) от центра циклона, даже если другие погодные условия благоприятны. Широкое вращение тропического циклона, обрушивающегося на сушу, и вертикальный сдвиг ветра на его периферии порождают торнадо . Торнадо также могут возникать в результате мезовихрей на стенках глаз , которые сохраняются до выхода на берег. Ураган «Иван» вызвал 120 торнадо — больше, чем любой другой тропический циклон. Молниевая активность возникает внутри тропических циклонов; эта активность более интенсивна во время более сильных штормов и ближе к стене шторма и внутри нее. Тропические циклоны могут увеличить количество снегопадов в регионе, обеспечивая дополнительную влажность. Лесные пожары могут усугубиться, если близлежащий шторм раздувает пламя сильным ветром.

Влияние на имущество и жизнь человека

Последствия урагана Айк на полуострове Боливар, штат Техас

Число ураганов в Атлантике стоимостью 1 миллиард долларов США почти удвоилось с 1980-х по 2010-е годы, а затраты с поправкой на инфляцию увеличились более чем в одиннадцать раз. Рост объясняется изменением климата и увеличением числа людей, переезжающих в прибрежные районы.

Тропические циклоны регулярно воздействуют на береговую линию большинства Атлантического крупных водоемов Земли вдоль , Тихого и Индийского океанов . Тропические циклоны вызвали значительные разрушения и человеческие жертвы, в результате чего с XIX века погибло около 2 миллионов человек. Большие площади стоячей воды, вызванные наводнениями, приводят к инфекциям , а также способствуют болезням, передающимся комарами . Переполненность эвакуированных в убежищах увеличивает риск распространения болезней. Тропические циклоны серьезно нарушают инфраструктуру, что приводит к отключениям электроэнергии , разрушению мостов и дорог, а также препятствует усилиям по восстановлению. Ветры и вода во время штормов могут повредить или разрушить дома, здания и другие искусственные сооружения. Тропические циклоны разрушают сельское хозяйство, убивают домашний скот и блокируют доступ к рынкам как для покупателей, так и для продавцов; и то, и другое приводит к финансовым потерям. Мощные циклоны, обрушивающиеся на сушу – перемещающиеся из океана на сушу – являются одними из самых мощных, хотя это не всегда так. Ежегодно во всем мире образуется в среднем 86 тропических циклонов с силой тропического шторма, из которых 47 достигают силы урагана или тайфуна, а 20 становятся интенсивными тропическими циклонами, супертайфунами или сильными ураганами (по крайней мере, категории 3 интенсивности).

В Африке тропические циклоны могут возникать из-за тропических волн, возникающих над пустыней Сахара . или иным образом нанести удар по Африканскому Рогу и Южной Африке . Циклон Идай в марте 2019 года обрушился на центральный Мозамбик , став самым смертоносным тропическим циклоном за всю историю наблюдений в Африке: погибло 1302 человека, а ущерб оценивается в 2,2 миллиарда долларов США. На острове Реюньон , расположенном к востоку от Южной Африки, наблюдаются одни из самых влажных тропических циклонов за всю историю наблюдений. В январе 1980 года циклон «Гиацинт» произвел 6083 мм (239,5 дюйма) дождя за 15 дней, что стало самым большим количеством осадков, зарегистрированных во время тропического циклона за всю историю наблюдений. В Азии тропические циклоны из Индийского и Тихого океанов регулярно затрагивают некоторые из самых густонаселенных стран Земли. В 1970 году циклон обрушился на Бангладеш , тогда известную как Восточный Пакистан, вызвав штормовой нагон высотой 6,1 м (20 футов), унесший жизни по меньшей мере 300 000 человек; это сделало его самым смертоносным тропическим циклоном за всю историю наблюдений. В октябре 2019 года тайфун Хагибис обрушился на японский остров Хонсю и нанес ущерб на сумму 15 миллиардов долларов США, что сделало его самым дорогостоящим штормом за всю историю Японии. Острова, составляющие Океанию , от Австралии до Французской Полинезии , регулярно подвергаются воздействию тропических циклонов. В Индонезии Южном циклон обрушился на остров Флорес в апреле 1973 года, унеся жизни 1653 человек, что сделало его самым смертоносным тропическим циклоном, зарегистрированным в полушарии .

в Атлантике и Ураганы Тихом океане регулярно обрушиваются на Северную Америку . В Соединенных Штатах ураганы Катрина в 2005 году и Харви в 2017 году стали самыми дорогостоящими стихийными бедствиями в истории страны, денежный ущерб которых оценивается в 125 миллиардов долларов США. Катрина нанесла удар по Луизиане и в значительной степени разрушила город Новый Орлеан . в то время как Харви вызвал значительное наводнение на юго-востоке Техаса после того, как выпало 60,58 дюймов (1539 мм) осадков; это было самое большое количество осадков за всю историю наблюдений в стране. Европа редко страдает от тропических циклонов; однако на континенте регулярно случаются штормы после того, как они перешли во внетропические циклоны . Только одна тропическая депрессия – Винс в 2005 году – поразила Испанию . и только один субтропический циклон – Субтропический шторм Альфа в 2020 году – обрушился на Португалию . возникают тропические циклоны Время от времени в Средиземном море . В северной части Южной Америки время от времени случаются тропические циклоны: в результате тропического шторма Брет в августе 1993 года погибло 173 человека. Южный Атлантический океан обычно негостеприимен к образованию тропических штормов. Однако в марте 2004 года ураган Катарина обрушился на юго-восток Бразилии и стал первым зарегистрированным ураганом в южной части Атлантического океана.

Воздействие на окружающую среду

Хотя циклоны уносят огромное количество жизней и личного имущества, они могут быть важными факторами в режиме осадков в местах, на которые они влияют, поскольку они могут принести столь необходимые осадки в засушливые регионы. Их осадки могут также облегчить условия засухи за счет восстановления влажности почвы, хотя одно исследование, посвященное юго-востоку Соединенных Штатов , показало, что тропические циклоны не обеспечили значительного восстановления после засухи. Тропические циклоны также помогают поддерживать глобальный тепловой баланс, перемещая теплый влажный тропический воздух в средние широты и полярные регионы . и путем регулирования термохалинной циркуляции посредством апвеллинга . Исследования тихоокеанских циклонов показали, что более глубокие слои океана получают тепло от этих мощных штормов. Штормовые нагоны и ураганы могут быть разрушительными для искусственных сооружений, но они также взбалтывают воды прибрежных эстуариев , которые обычно являются важными местами размножения рыбы . Экосистемы, такие как солончаки и мангровые леса , могут быть серьезно повреждены или уничтожены тропическими циклонами, которые разрушают землю и уничтожают растительность. Тропические циклоны могут вызвать вредоносное цветение водорослей в водоемах за счет увеличения количества доступных питательных веществ. Популяции насекомых могут уменьшиться как по количеству, так и по разнообразию после прохождения ураганов. Сильные ветры, связанные с тропическими циклонами и их остатками, способны повалить тысячи деревьев, нанеся ущерб лесам.

Когда ураганы обрушиваются на берег из океана, соль попадает во многие пресноводные районы и повышает уровень солености настолько, что некоторые среды обитания не могут ее выдержать. Некоторые способны справиться с солью и переработать ее обратно в океан, но другие не могут достаточно быстро высвободить лишнюю поверхностную воду или не имеют достаточно большого источника пресной воды, чтобы заменить ее. Из-за этого из-за избытка соли погибают некоторые виды растений и растительности. Кроме того, ураганы могут переносить токсины и кислоты на берег, когда достигают берега. Паводковые воды могут собирать токсины из различных разливов и загрязнять землю, по которой они проходят. Эти токсины вредны для людей и животных в этом районе, а также для окружающей среды. Тропические циклоны могут вызывать разливы нефти , повреждая или разрушая трубопроводы и хранилища. Аналогичным образом сообщалось о разливах химикатов в случае повреждения химических и перерабатывающих предприятий. водные пути были загрязнены токсичными металлами, такими как никель , хром и ртуть . Во время тропических циклонов

Тропические циклоны могут оказывать огромное влияние на географию, например, создавать или уничтожать суши. Циклон Бебе увеличил размер острова Тувалу , атолла Фунафути , почти на 20%. Ураган Валака разрушил небольшой Восточный остров в 2018 году. Это разрушило среду обитания находящегося под угрозой исчезновения гавайского тюленя-монаха , а также поставило под угрозу морских черепах и морских птиц . Оползни часто происходят во время тропических циклонов и могут значительно изменить ландшафты; некоторые штормы способны вызвать от сотен до десятков тысяч оползней. Штормы могут разрушить береговую линию на обширной территории и перенести отложения в другие места.

Климатология

Основная статья: Тропические циклоны по годам

Тропические циклоны возникали по всему миру на протяжении тысячелетий. Проводятся повторный анализ и исследования для расширения исторических данных за счет использования косвенных данных , таких как отложения затопления, пляжные гряды и исторические документы, такие как дневники. Крупные тропические циклоны оставляют следы в записях затопления и слоях ракушек в некоторых прибрежных районах, которые использовались для получения информации об ураганной активности за последние тысячи лет. Записи отложений в Западной Австралии предполагают интенсивный тропический циклон в 4-м тысячелетии до нашей эры . Косвенные записи, основанные на палеотемпестологических исследованиях, показали, что активность крупных ураганов вдоль побережья Мексиканского залива варьируется во времени от столетий до тысячелетий. В 957 году мощный тайфун обрушился на южный Китай , унеся жизни около 10 000 человек из-за наводнения. Испанская колонизация Мексики в 1730 году описывалась как «бури». хотя официальный рекорд ураганов в Тихом океане датируется только 1949 годом. В юго-западной части Индийского океана рекорд тропических циклонов восходит к 1848 году. В 2003 году проект повторного анализа ураганов в Атлантике изучил и проанализировал исторические записи тропических циклонов в Атлантике начиная с 1851 года, расширив существующую базу данных с 1886 года.

До того, как в 20 веке стали доступны спутниковые снимки, многие из этих систем оставались незамеченными, если только они не падали на землю или корабль случайно не столкнулся с ними. Часто отчасти из-за угрозы ураганов во многих прибрежных регионах между крупными портами было мало населения до появления автомобильного туризма; следовательно, самые сильные порции ураганов, обрушившихся на побережье, в некоторых случаях могли остаться незамеченными. Совокупные последствия разрушения кораблей и удаленного подхода к берегу серьезно ограничивали количество сильных ураганов, зарегистрированных в официальных отчетах до наступления эры самолетов-разведчиков ураганов и спутниковой метеорологии. Хотя данные свидетельствуют о явном увеличении количества и силы сильных ураганов, эксперты считают первые данные подозрительными. Способность климатологов проводить долгосрочный анализ тропических циклонов ограничена количеством надежных исторических данных. В 1940-х годах в середине 1940-х годов началась регулярная авиационная разведка как в Атлантическом, так и в западно-тихоокеанском бассейне, которая предоставила наземные данные, однако первые полеты совершались только один или два раза в день. США Полярно-орбитальные метеорологические спутники были впервые запущены Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства в 1960 году, но не были объявлены работоспособными до 1965 года. Однако некоторым центрам предупреждения потребовалось несколько лет, чтобы воспользоваться этой новой смотровой платформой и накопить опыт, позволяющий связывать спутниковые сигнатуры с положением и интенсивностью шторма.

Каждый год в среднем по всему миру образуется от 80 до 90 названных тропических циклонов, из которых более половины развивают ураганный ветер силой 65 узлов (120 км / ч; 75 миль в час) или более. Во всем мире пик активности тропических циклонов приходится на конец лета, когда разница между температурой наверху и температурой поверхности моря наибольшая. Однако каждый конкретный бассейн имеет свои сезонные закономерности. В мировом масштабе май — наименее активный месяц, а сентябрь — самый активный месяц. Ноябрь — единственный месяц, когда во всех бассейнах тропических циклонов наступает сезон. В северной части Атлантического океана отчетливый сезон циклонов приходится на период с 1 июня по 30 ноября, пик которого приходится на конец августа по сентябрь. Статистический пик сезона ураганов в Атлантике приходится на 10 сентября. Северо-восточная часть Тихого океана имеет более широкий период активности, но находится в тех же временных рамках, что и Атлантика. В северо-западной части Тихого океана тропические циклоны наблюдаются круглый год, с минимумом в феврале и марте и пиком в начале сентября. In the North Indian basin, storms are most common from April to December, with peaks in May and November. In the Southern Hemisphere, the tropical cyclone year begins on July 1 and runs all year-round encompassing the tropical cyclone seasons, which run from November 1 until the end of April, with peaks in mid-February to early March.

Of various modes of variability in the climate system, El Niño–Southern Oscillation has the largest effect on tropical cyclone activity. Most tropical cyclones form on the side of the subtropical ridge closer to the equator, then move poleward past the ridge axis before recurving into the main belt of the Westerlies. When the subtropical ridge position shifts due to El Niño, so will the preferred tropical cyclone tracks. Areas west of Japan and Korea tend to experience much fewer September–November tropical cyclone impacts during El Niño and neutral years. During La Niña years, the formation of tropical cyclones, along with the subtropical ridge position, shifts westward across the western Pacific Ocean, which increases the landfall threat to China and much greater intensity in the Philippines. The Atlantic Ocean experiences depressed activity due to increased vertical wind shear across the region during El Niño years. Tropical cyclones are further influenced by the Atlantic Meridional Mode, the Quasi-biennial oscillation and the Madden–Julian oscillation.

Season lengths and averages

Basin	Season start	Season end	Tropical cyclones	Refs
North Atlantic	June 1	November 30	14.4
Eastern Pacific	May 15	November 30	16.6
Western Pacific	January 1	December 31	26.0
North Indian	January 1	December 31	12
South-West Indian	July 1	June 30	9.3
Australian region	November 1	April 30	11.0
Southern Pacific	November 1	April 30	7.1
Total:			96.4

Influence of climate change

Main article: Tropical cyclones and climate change

The 20-year average of the number of annual Category 4 and 5 hurricanes in the Atlantic region has approximately doubled since the year 2000.

Perceptions in the United States differ along political lines, on whether climate change was a "major factor" contributing to various extreme weather events experienced by respondents. "Severe storms" includes hurricanes.

Climate change can affect tropical cyclones in a variety of ways: an intensification of rainfall and wind speed, a decrease in overall frequency, an increase in the frequency of very intense storms and a poleward extension of where the cyclones reach maximum intensity are among the possible consequences of human-induced climate change. Tropical cyclones use warm, moist air as their fuel. As climate change is warming ocean temperatures, there is potentially more of this fuel available. Between 1979 and 2017, there was a global increase in the proportion of tropical cyclones of Category 3 and higher on the Saffir–Simpson scale. The trend was most clear in the North Atlantic and in the Southern Indian Ocean. In the North Pacific, tropical cyclones have been moving poleward into colder waters and there was no increase in intensity over this period. With 2 °C (3.6 °F) warming, a greater percentage (+13%) of tropical cyclones are expected to reach Category 4 and 5 strength. A 2019 study indicates that climate change has been driving the observed trend of rapid intensification of tropical cyclones in the Atlantic basin. Rapidly intensifying cyclones are hard to forecast and therefore pose additional risk to coastal communities.

Warmer air can hold more water vapor: the theoretical maximum water vapor content is given by the Clausius–Clapeyron relation, which yields ≈7% increase in water vapor in the atmosphere per 1 °C (1.8 °F) warming. All models that were assessed in a 2019 review paper show a future increase of rainfall rates. Additional sea level rise will increase storm surge levels. It is plausible that extreme wind waves see an increase as a consequence of changes in tropical cyclones, further exacerbating storm surge dangers to coastal communities. The compounding effects from floods, storm surge, and terrestrial flooding (rivers) are projected to increase due to global warming.

There is currently no consensus on how climate change will affect the overall frequency of tropical cyclones. A majority of climate models show a decreased frequency in future projections. For instance, a 2020 paper comparing nine high-resolution climate models found robust decreases in frequency in the Southern Indian Ocean and the Southern Hemisphere more generally, while finding mixed signals for Northern Hemisphere tropical cyclones. Observations have shown little change in the overall frequency of tropical cyclones worldwide, with increased frequency in the North Atlantic and central Pacific, and significant decreases in the southern Indian Ocean and western North Pacific. There has been a poleward expansion of the latitude at which the maximum intensity of tropical cyclones occurs, which may be associated with climate change. In the North Pacific, there may also have been an eastward expansion. Between 1949 and 2016, there was a slowdown in tropical cyclone translation speeds. It is unclear still to what extent this can be attributed to climate change: climate models do not all show this feature.

A study review article published in 2021 concluded that the geographic range of tropical cyclones will probably expand poleward in response to climate warming of the Hadley circulation.

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.

Historically, tropical cyclones have occurred around the world for thousands of years, with one of the earliest tropical cyclones on record estimated to have occurred in Western Australia in around 4000 BC. However, before satellite imagery became available during the 20th century, there was no way to detect a tropical cyclone unless it impacted land or a ship encountered it by chance.

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, amongst 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
• 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
• 2023–24 South-West Indian Ocean cyclone season
• 2023–24 Australian region cyclone season
• 2023–24 South Pacific cyclone season

Внешние ссылки

• Национальный центр ураганов США – Северная Атлантика, Восточная часть Тихого океана
• Центр ураганов в Центральной части Тихого океана США - Центральная часть Тихого океана
• Японское метеорологическое агентство – Западная часть Тихого океана
• Метеорологический департамент Индии – Индийский океан
• Метео-Франс – Реюньон – южная часть Индийского океана от 30° до 90° в.д.
• Индонезийский метеорологический департамент - южная часть Индийского океана от 90 ° до 125 ° в.д., к северу от 10 ° ю.ш.
• Австралийское метеорологическое бюро - южная часть Индийского океана и южная часть Тихого океана от 90 ° до 160 ° в.д.
• Национальная метеорологическая служба Папуа-Новой Гвинеи - южная часть Тихого океана к востоку от 160 ° в.д., к северу от 10 ° ю.ш.
• Метеорологическая служба Фиджи - южная часть Тихого океана к западу от 160 ° восточной долготы, к северу от 25 ° южной широты.
• MetService Новой Зеландии - южная часть Тихого океана к западу от 160 ° в.д., к югу от 25 ° ю.ш.