3.7. Тропические циклоны

Ветер, «гуляющий» по морю, не только «подгоняет» кораблики. Он определяет также интенсивность испарения с поверхности океана, а, следовательно, и ее охлаждение. Это в свою очередь ведет к изменению потоков кислорода и углекислого газа в воду и обратно. Океан как бы «дышит» в такт интенсивности атмосферных переносов над его поверхностью. Кроме того, испарившаяся влага на больших высотах расширяется, остывает и конденсируется, выпадая затем над материками в виде дождя и снега. При этом, количество тепла, приобретаемого атмосферой от океана в результате процесса испарения-конденсации, значительно превышает результаты прямого его переноса через границу вода-воздух.

Над поверхностью океана, кроме ветров, существуют и другие атмосферные явления, связанные не с поступательным, а с вращательным движением воздуха. К таковым относятся, снискавшие у мореходов дурную славу тропические циклоны (фото.3.8).

Фото 3.8. Палитра тропических циклонов включает все цвета радуги.

В зависимости от района возникновения эти атмосферные вихри носят различные названия. В северо-западной части Тихого океана их именуют тайфунами. В Атлантическом океане и в восточной части Тихого – ураганами, торнадо. В Индийском океане – просто циклонами или штормами, в районе северо-западного побережья Австралии их кличут вилли-вилли.

Основная масса тропических циклонов (87%) возникает в приэкваториальной зоне океанов, между 3 и 20⁰ с.и ю. широты (рис.3.11а). В Атлантике они зарождаются только в северном полушарии. Максимальное количество тропических циклонов для северного полушария приходится на август-сентябрь, а для южного – на январь-февраль.

Рис.3.11. Зоны зарождения тропических циклонов (а), схематическая модель тайфуна (б) и основные пути циклонов-ураганов и тайфунов (в).

(Цифры на рис. а – среднее количество циклонов в год)

Существует около 10 гипотез причин развития тропических циклонов, однако теория их зарождения до сих пор разработана не до конца. Ученые едины только в том, что мощные круговороты атмосферы в тропических широтах также являются тепловыми машинами. Они образуются в районах встречи пассатных ветров северного и южного полушария над очень теплой водой, температура которой (26-28⁰С и более) превышает температуру воздуха на 1-2⁰. .

Необходимым условием возникновения тропического циклона является наличие мощного слоя влажного теплого воздуха и устойчивого воздушного потока над поверхностью океана, вызывающего интенсивное испарение. Кроме того, опасные вихри не могут сформироваться без отклоняющей кориолисовой силы. Ведь там, где ее величина равна нулю, на экваторе, например, ни тайфунов ни ураганов никогда не бывает.

Схема формирования тропического циклона. На большой высоте в условиях пониженного давления испаряющийся теплый влажный воздух конденсируется с выделением тепла. В результате, в локальной точке над океаном увеличивается слой теплого воздуха, что приводит к падению давления над океанической поверхностью (до 875-880 мб) и оттоку высотных теплых воздушных масс. В образовавшуюся таким образом вблизи морской поверхности воздушную воронку устремляются потоки окружающего более тяжелого воздуха, увеличивая своим движением и без того интенсивное испарение (рис.3.11б). В итоге, скорость формирования гигантского воздушного волчка стремительно нарастает. Количество тепла, выделяющегося в зоне урагана после конденсации в верхних слоях атмосферы воздуха, испарившегося с поверхности океана, эквивалентно результату горения нескольких миллионов тонн угля. При этом за сутки выделяется количество энергии, равное энергии взрыва ядерного заряда мощностью 10000 Мтонн.

Подобно гигантскому центробежному насосу тайфуны перегоняют по периферии влажный воздух, который соприкасаясь с окружающими воздушными массами формирует мощную облачность и вызывает обильные ливни. При этом количество осадков может превышать 1000 мм/сутки – полугодовую норма для субтропических континентальных областей. В центре же вихря потоки направлены сверху вниз – холодный воздух с больших высот словно проваливается в теплую воронку. В этой зоне, диаметром от 15-60 км до 100-200 км, называемой «глазом бури» стоит тихая малооблачная погода, так как нисходящие потоки и центробежные силы разбрасывают облачность по периферии воронки (см. рис.3.11б).

Диаметр тропических циклонов колеблется от 60-70 до 1000 км, толщина стен воронок (зоны максимальных ветров) составляет 10-100 км, в высоту они могут достигать 16-18 км , скорость ветра при этом составляет около 100 м/с (360 км/час). Средняя продолжительность жизни тихоокеанких тайфунов - около 7 суток, максимальная – 18. Ураганы Атлантического океана в среднем живут 9 суток (в августе – 12 суток), максимально – 27-35 суток. Наибольшую опасность для мореплавателей представляют «топчущиеся» тропические циклоны. Их траектории представляют собой вогнутые петли, форму которых практически невозможно предсказать.

География и траектории тропических циклонов. В северной части Тихого океана существуют три колыбели тропических циклонов: между Филиппинскими и Марианскими островами, район Гавайских островов и северо-восточная область между 90 и 125⁰ з.д. В южной части океана имеется только один центр зарождения тропических циклонов: между Австралией и островами Маркизскими и Туамоту (140-150⁰ з.д.). В северной части Атлантического океана тропические циклоны чаще всего возникают к востоку от Малых Антильских островов, в Карибском море, а также к северу от Вест-Индии и в Мексиканском заливе. Центры зарождения тропических циклонов в северной части Индийского океана расположены в Бенгальском заливе и Аравийском море, а в южной – у берегов Австралии и острова Мадагаскар.

Тайфунам Тихого океана присваиваются женские имена согласно четырем установленным спискам. В каждом из них включает 21 имя, расположенное в порядке английского алфавита. Для ураганов Атлантики принят аналогичный список.

В северном полушарии с момента своего возникновения тропический циклон устремляется в западном и северо-западном направлении. Достигнув тропика Рака (23˚ 27^׳ с.ш.), атмосферный монстр обычно сворачивает на север и северо-восток (рис.3.11в). Точка такого поворота в Атлантическом океане лежит на широте 28⁰, а в Тихом – 20⁰. Чем ближе к экватору возник циклон, тем южнее будет точка его поворота. Скорость движения вихря до начала поворота обычно составляет 20 км/час, а после – возрастает до 30-50 км/час. При выходе на материк или мелководье он исчерпывается и разрушается.

Но океан еще долго хранит память о тайфуне. За движущимся вихрем на поверхности океана остается полоса шириной в несколько десятков километров с температурой воды на 5-6⁰С ниже окружающей. Если скорость движения циклона не велика (5-10 км/час), а поперечные размеры приличные (500-600 км), то он способен оставить на океанической поверхности «след» глубиной 500-600 м. Таким образом, потоки воздуха, вращающегося над огромной океанической акваторией, успевают вовлечь в циклонический круговорот и слои более холодных глубинных вод. После прохождения циклона огромные пятна холодной воды на поверхности могут сохраняться от нескольких недель до нескольких месяцев.