7.2. Последствия тропических циклонов
Наибольшую опасность и максимальные потери создают ТЦ в 3 и 4 стадиях, когда они выходят на сушу. В среднем один циклон за сутки выделяет энергию ~ 5·1019 Дж (энергия атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму ~ 1014 Дж).
Наиболее разрушительными факторами ТЦ являются:
— штормовые ветры (до 100 м/с);
— штормовые нагоны: при выходе на сушу циклон вызывает подъем воды до 10 м, а в узких заливах может быть и больше;
— сильные осадки, которые приводят к большим наводнениям.
Наибольший ущерб ТЦ наносят странам, расположенным на берегах тропических океанов: США, страны Юго-Восточной Азии, Мексика, Индия, Бангладеш и т. д. В США средний ураган наносит ущерб в 100 млн. долларов, наиболее сильные ураганы — по нескольку миллиардов долларов.
Людские жертвы максимальны в прибрежных странах с высокой плотностью населения и малой высотой над уровнем моря (например, ураган в 1970 г. унес 100 000 жизней в Бангладеш).
Следует, однако, отметить и другие стороны последствий тропических ураганов. ТЦ оказывают влияние на общую циркуляцию атмосферы, являясь проводниками энергии от поверхности океана в тропиках в верхние слои атмосферы, где эта энергия разносится воздушными потоками в высокие широты. Тропические циклоны малой и средней интенсивности приносят больше пользы, чем вреда, являясь основными источниками влаги для многих засушливых районов планеты.
7.3. Структура тропического циклона в зрелой стадии
7.3.1. Приземное давление
Атмосферное давление в центре ТЦ составляет обычно 950–960 мбар (нормальное давление — 1013 мбар). Отмечались случаи падения давления до 890 мбар (рекорд составляет 877 мбар).
7.3.2. Динамическая структура (поле ветра)
Горизонтальная структура. В зрелом ТЦ можно выделить две области: центральную часть (r ≤ 100 км) — ядро вихря, и внешний район (радиус до 1000 км). В ядре зрелого ТЦ обычно существует «глаз» — центральный, относительно спокойный безоблачный район (r ~ 5–50 км). Для него характерны самое низкое приземное давление и самые высокие температуры.
«Глаз» окружен кольцевым районом шириной ~ 20 км, получившим название «стена глаза», который характеризуется сильной облачностью, максимальными осадками и самыми сильными ветрами. Здесь же наблюдаются мощные конвективные (восходящие) потоки воздуха.
Во внешнем районе от стены до периферии происходит постепенное уменьшение скорости ветра, интенсивности осадков, температуры воздуха до фоновых значений. В частности, скорость ветра быстро убывает и на расстояниях от глаза r > 200–300 км уменьшается до уровня среднего ветра.
Вертикальная структура. По высоте ТЦ простирается от поверхности океана до тропопаузы (15–20 км). ТЦ — циклонический вихрь (в Северном полушарии ветры дуют против часовой стрелки, давление в центре пониженное). В циркуляции преобладает сильный циклонический поток, наибольшую величину в вихре имеет тангенциальная составляющая скорости ветра vφ.
По
высоте ТЦ можно условно разделить на 3
слоя:
1) Слой входного потока (0–3 км). Здесь ветер направлен по спирали к центру циклона. По мере приближения к центру скорость ветра возрастает (согласно закону сохранения момента импульса). Входной поток доходит до границы глаза и в стене глаза переходит в восходящий поток. В области стены глаза расположена зона максимальных ветров (vφ. ≤ 100 м/с). В глазе скорость ветра спадает до нуля (см. рис. 7.3.1).
2) Средний уровень (3–10 км). Входного потока практически нет. Движение воздуха представляет собой циклоническое вращение.
3) Верхний слой, или слой выходящего потока (10–12 км). Восходящий поток в стене глаза переходит в выходящий поток, в котором по мере удаления от центра циклона вращение замедляется и на некотором расстоянии (несколько сотен километров) циклоническое вращение переходит в антициклоническое.
Максимальные вертикальные скорости (в стене глаза) могут достигать нескольких метров в секунду. В самом глазе наблюдается слабый нисходящий поток воздуха.