Понятие о бурях, ураганах, циклонах, смерчах

Крайне опасными стихийными бедствиями из группы метеорологических явлений природного происхождения являются бури (штормы), ураганы (тайфуны), смерчи (торнадо), циклоны, которые представляют собой чрезвычайно быстрое и сильное, нередко катастрофическое движение воздуха, вызывающее разрушение зданий, а также гибель людей и животных.

Циклон (от греч. kyklon – кружащийся, вращающийся), атмосферное возмущение с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. Различают циклоны внетропические и тропические, последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо реже.

Циклоны развиваются обычно на границе теплого и холодного фронта тропосферы, как волновые возмущения при переносе воздуха по обе стороны фронта. Неустойчивые фронтальные волны растут и превращаются в циклонические вихри. Вследствие вихревого движения воздуха в область циклона втягиваются различные по температуре воздушные массы из разных широт Земли. В составе главного фронта обычно развивается серия (семейство) циклонов, состоящая из нескольких циклонов, перемещающихся один за другим. Одновременно с образованием циклонов между ними возникают промежуточные антициклоны с высоким давлением в центре. В циклоне воздух движется по изобарам (линиям равного давления неправильной, чаще овальной формы) У земной поверхности к вращательному движению воздуха присоединяется течение воздуха вовнутрь циклона (линии тока принимают форму спиралей, сходящихся к центру).

Минимальное атмосферное давление в циклоне приходится на центральную область, к периферии оно растет.

Замкнутые изобары ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотен до 2-3 тысяч километров. Скорость ветра в циклоне выше, чем в смежных областях атмосферы; иногда она достигает 20 м/сек и более (шторм) и выше 32 м/сек (ураган).

В связи с восходящими потоками воздуха, особенно вблизи атмосферных фронтов, в циклоне преобладает облачная погода. Основная часть атмосферных осадков во внетропических широтах выпадает именно в циклонах.

Таблица 9

Классификация ветра по интенсивности по шкале Бофорта

Баллы Бофор-та	Словесное определение силы ветра	Скорость ветра, м/сек	Действие ветра на суше
0	Штиль	0-0,2	Штиль. Дым поднимается вертикально
1	Тихий	0,3-1,5	Направление ветра заметно по относу дыма, но не по флюгеру
2	Лёгкий	1,6-3,3	Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, приводится в движение флюгер
3	Слабый	3,4-5,4	Листья все время колышутся, ветер развевает флаги
4	Умеренный	5,5-7,9	Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев
5	Свежий	8,0-10,7	Качаются тонкие стволы деревьев
6	Сильный	10,8-13,8	Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные провода
7	Крепкий	13,9-17,1	Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно
8	Очень крепкий	17,2-20,7	Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно
9	Шторм (буря)	20,8-24,4	Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу
10	Сильный шторм (буря)	24,5-28,4	Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем
11	Жестокий шторм (буря)	28,5-32,6	Большие разрушения на значительном пространстве
12	Ураган	32,7 и более	Тотальные разрушения

Циклоны перемещаются в атмосфере, чаще, с запада на восток, противоположные перемещения редки. Средние скорости перемещения циклона порядка 30-45 км/ч, но встречаются циклоны, которые движутся быстрее (до 100 км/ч). Перемещение циклона через какой-либо район вызывает резкие и значительные местные (локальные) изменения не только атмосферного давления и ветра, но также температуры и влажности воздуха, облачности и осадков.

В каждом полушарии одномоментно можно обнаружить несколько главных фронтов и связанных с ними серий циклонов. Общее число циклонов за год составляет много сотен над каждым полушарием.

Циклон тропический – атмосферный вихрь в тропических широтах с пониженным атмосферным давлением в центре.

Тропический циклон отличается от внетропических циклонов происхождением, особенностями структуры и эволюции. Размеры тропического циклона меньше, порядка 100-300 км в поперечнике, а давление в центре ниже 950-900 мбар. Поэтому барические градиенты в тропическом циклоне очень велики, а соответственно и ветер достигает силы шторма и урагана.

Тропические циклоны делятся на тропические штормы и тропические ураганы. Ветры в тропических циклонах северного полушария дуют против часовой стрелки, южного полушария – по часовой стрелке, втекая в нижних слоях внутрь тропического циклона. Это приводит к сильному восходящему движению воздуха во всей области циклона и к развитию мощной облачной системы с обильными ливневыми осадками и грозами.

Тропические циклоны развиваются над перегретыми океаническими площадями. Среднее годовое число их над земным шаром около 80. Основной источник энергии тропического циклона – выделение огромных количеств скрытой теплоты при конденсации водяного пара в восходящем воздухе.

Тропические циклоны движутся с небольшими скоростями (10-20 км/ч) с востока на запад (в общем направлении переноса воздуха в тропиках), отклоняясь к высоким широтам. Попадая на сушу, они быстро затухают. Продолжительность существования отдельного тропического циклона от нескольких суток до 2-3 недель. Большие скорости ветра (иногда до 70 м/сек, а отдельные порывы – до 100 м/сек) и огромные количества осадков (до 1000 мм/сут и более) приводят к бурному волнению на море и к катастрофическим опустошениям на суше. Наводнения при прохождении тропических циклонов вызываются не только осадками, но и нагоном морской воды на низменные берега.

Районы преобладающего возникновения тропических циклонов в северном полушарии: Тихий океан к востоку от Филиппин и Южно-Китайское море (здесь их называют тайфунами), Тихий океан к западу от Калифорнии и Мексики, Атлантический океан к востоку от Больших Антильских островов, Бенгальский залив и Аравийское море; в южном полушарии – Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи, Индийский океан к востоку от Мадагаскара и к северо-западу от Австралии.

Бури и ураганы возникают при прохождении циклонов и представляют собой движение воздушных масс (ветер) с огромной скоростью.

Ураган – ветер разрушительной силы и значительной продолжительности, скорость которого свыше 32,7 м/сек (118 км/ч) что составляет 12 баллов по шкале Бофорта.

Интенсивный ураган почти правильно округлый по форме, достигает иногда 800 километров в поперечнике. Внутри трубы сверхтеплого тропического воздуха находится так называемый «глаз» – пространство чистого голубого неба диаметром примерно 30 километров. Его окружает «стена глаза» – наиболее опасное место. Именно здесь завихряющийся внутрь, пропитанный влагой воздух устремляется вверх. Поднявшись на километры над уровнем моря, энергия выбрасывается к периферийным слоям. Облака тянутся вокруг этой стены в форме спирали параллельно направлению ветра, придавая, таким образом, урагану характерную форму и меняя проливной дождь в центре урагана на тропический ливень по краям.

В России наиболее вероятным регионом возникновения ураганов является тихоокеанское побережье. Вместе с тем ураганные ветры и сильные ливневые дожди нередко отмечаются в прибрежных районах арктических морей, морей Дальнего Востока, Черного моря, а также на территории районов Поволжья и республик Северного Кавказа.

Современные методы прогноза погоды позволяют за несколько часов и даже суток предупредить население города или целого прибрежного района о надвигающемся урагане.

Наиболее надежной защитой населения от ураганов является использование защитных сооружений (метро, убежищ, подземных переходов, подвалов зданий и т.п.). При этом в прибрежных районах необходимо учитывать возможное затопление низменных участков и выбирать защитные укрытия на возвышенных участках местности.

Буря – очень сильный ветер (9-11 баллов по шкале Бофорта), приводящий к большому волнению на море (шторм) и к разрушениям и опустошениям на суше.

Буря может наблюдаться: при прохождении тропического или внетропического циклона; при прохождении смерча (тромба, торнадо); при местной или фронтальной грозе. Скорость ветра у земной поверхности 20-30 м/сек. Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-100 м/сек и более называются шквалами.

По своему виду бури делятся на:

• пыльные (песчаные) бури сопровождаются переносом большого количества частиц почвы и песка. Они возникают в пустынях, полупустынных и распаханных степях и способны перенести миллионы тонн пыли на сотни километров и засыпать территории площадью в несколько тысяч километров.

• беспыльные бури характеризуются отсутствием вовлечения пыли в поток воздуха и сравнительно меньшими масштабами разрушений и ущерба.

• снежные бури возникают зимой и перемещают по воздуху огромные массы снега. Продолжительность их от нескольких часов до нескольких суток. Имеют сравнительно узкую полосу действия. Чаще бывают в Сибири.

• шквальные бури характеризуются почти внезапным началом и таким же быстрым окончанием, незначительной продолжительностью действия и огромной разрушительной силой.

Смерч – атмосферный вихрь с вертикально направленной к поверхности суши или моря осью вращения, напоминающий по форме воронку с вытянутым кверху «хоботом».

Смерчи (тромбы в Западной Европе, торнадо – в США) бывают связаны с медленно перемещающимися циклонами (со скоростью поступательного смещения ниже 30 км/ч) и возникают на окраинных частях последних. В других случаях они от циклонов не зависят. В пустынях США существуют два вида вихревых ветров – классические торнадо и так называемые «пустынные дьяволы». Торнадо связаны с грозовыми облаками, тогда как перевернутые воронки «пустынных дьяволов» не имеют связи с облачными образованиями.

Высота смерчей может достигать 800-1500 м. Воздух в нем вращается обычно против часовой стрелки, причем одновременно он поднимается по спирали вверх. В этом вихре скорость ветра может достигать величины – 200 м/с и более. В связи с тем, что внутри вихря давление воздуха уменьшается, в нем происходит конденсация водяного пара, что вместе со втянутой пылью или водой делает смерч видимым. Диаметр смерча над морем измеряется десятками метров, над сушей – сотнями метров. Скорость поступательного перемещения смерча составляет до 40 км/ч, а его трасса абсолютно незакономерна и непредсказуема. Различна и длинна пути смерчей: одни из них исчезают, не пройдя 1 км, траектория других может достигать сотен километров.

Смерч сопровождается грозой, дождем, градом и, если достигает поверхности земли, почти всегда производит большие разрушения, всасывая в себя воду и предметы, встречающиеся на его пути, поднимая их высоко вверх и перенося на значительные расстояния.

Сильные смерчи оставляют за собой полосу опустошенной земли. С домов срываются крыши, деревья вырываются с корнем из земли, в воздух поднимает людей и автомобили. Когда путь смерча пролегает по густо населенной местности, количество жертв достигает значительной величины. Торнадо наиболее часто отмечаются в Соединенных Штатах Америки. Они нередки в Индии, Японии, Аргентине, Австралии. Так, 11.04.1965 года над территорией Среднего Запада США возникло 37 торнадо, которые обусловили гибель 270 человек. Опасные вихри образуются иногда в бассейне реки Дона, в кубанских степях. Например, над Ростовом-на-Дону 24.08.1953 года прошел смерч со скоростью ветра 60-80 м/с.

Защита от смерчей (торнадо) проблематична. Они возникают неожиданно. Определить их траекторию невозможно. Помочь может передача предупреждений по телефону от города к городу. Наилучшей защитой от торнадо является укрытие, подвал или прочное здание.

В структуре травм при прохождении смерча по густо населенной местности (г. Иваново 1984 г.) 51,6% составили повреждения вызванные воздушной волной и в результате падения при переносе человека воздушным потоком; 48,4% – травмы полученные при воздействии вторичных ранящих снарядов (осколки различных предметов). Отмечается преобладание травм головы и конечностей. Тяжелые и средней степени тяжести травмы зафиксированы у 79% госпитализированных, травматический и геморрагический шок диагностирован у 29% раненых, поступивших в стационары. Раневые поверхности у большинства пострадавших были загрязнены частицами земли, опилками, кусками одежды и т.п.