книги из ГПНТБ / Мамедов, Э. С. Тайфуны

45—55 км/ч зимой. Максимальные скорости перемещения цикло­ нов и антициклонов могут достигать 100 км/ч.

Наибольшее давление в центрах антициклонов достигает 1050—1060 мб, а минимальное давление в центрах внетропических циклонов бывает около 940—950 мб.

Максимальная продолжительность существования антицикло­ нов доходит до 35—40 суток, а средняя продолжительность их су­ ществования летом составляет 5, а зимой — 3 суток. Средняя про­ должительность существования циклонов находится в пределах 1—3 суток.

2. Районы зарождения тропических циклонов

Тропические циклоны возникают в тропической и экваториаль­ ной зонах между 22° ю. ш. и 35° с. ш. за исключением узкой эква­ ториальной полосы (2° с. ш.—2° ю. ш.).

По данным Грэя [62], тропические циклоны в южном полуша­

65% тропических циклонов. Севернее и южнее 20° образуется всего 13% тропических циклонов.

Таким образом, основная масса тропических циклонов (87%) возникает в зоне, ограниченной 3 и 20° с. и ю. ш. (рис. 2).

В Атлантическом океане тропические циклоны возникают толь­ ко в северном полушарии, а в Индийском и Тихом океанах — в обоих полушариях. Наиболее часто тропические циклоны возни­ кают летом и в начале осени: в северном полушарии — в ию неноябре, с резко выраженным максимумом повторяемости в авгус­ те или сентябре, в южном полушарии — с ноября по апрель, с мак­ симумом в январе или феврале.

В северной части Тихого океана тропические циклоны встреча­ ются от берегов Центральной Америки до Азиатского материка. Зона возникновения тайфунов в основном ограничена 5 и 20° с. ш., хотя отдельные тропические циклоны могут возникать на 1—2 и на 30° с. ш. В северной части Тихого океана можно выделить три райо­ на возникновения тропических тиклонов: между Филиппинскими и Марианскими островами, в районе Гавайских островов и между

90 и 125° з. д.

В южной части Тихого океана имеется один район возникнове­ ния тропических циклонов, который расположен между 140— 150° з. д. и Австралией. Область зарождения и полного развития тропических циклонов ограничена на востоке островами Туамоту и Маркизскими, на западе — материком Австралии. По широте область заключена на востоке между 5—8 и 15° ю. ш., на западе между 5 и 25° ю. ш. Восточнее островов Туамоту океан совершен­ но свободен от тропических циклонов.

10

Чаще всего тропические циклоны возникают или отмечаются в районе островов Фиджи, Тонга, Новые Гебриды, Новая Каледо­

циклонов в этом районе падает на август—сентябрь, когда в сред­ нем наблюдается около 3—4 циклонов за месяц.

В северо-восточной части Тихого океана (мексиканском райо­ не) чаще всего циклоны образуются в сентябре [14, 17, 18]. По

11

12

Таблица 3

Список названий тайфунов

13

данным Густафсона [14], в течение 1967 г. в северо-восточной части Тихого океана было зарегистрировано 18 тропических циклонов, из которых 7 достигло стадии урагана. В 1966 г. было о.тмечено 13 тропических циклонов. Грэй и Густафсон [14, 62] отмечают, что увеличение повторяемости тропических циклонов в северо-восточ­ ной части Тихого океана связано с регулярностью наблюдений, производимых с помощью метеорологических спутников.

Вюжном полушарии наибольшая повторяемость тропических циклонов приходится также на летне-осенний период (январь— март).

Вюжной части Тихого океана, в австралийском районе, повто­ ряемость тропических циклонов увеличивается в середине лета (январь) и достигает максимума в марте, когда тропические цик­ лоны наблюдаются чаще, чем один раз в два года. С апреля по

июль повторяемость тропических циклонов в 5—6 раз меньше. В августе—декабре тропические циклоны возникают не чаще одно­ го раза в 15—20 лет.

Количество тропических циклонов в Индийском океане, вклю­ чая Бенгальский залив и Аравийское море, составляет 10 цикло­ нов в год с максимумом в августе—октябре. Очень мало их на­ блюдается в декабре и мае. В феврале, марте и апреле на западе Индийского океана ураганы не образуются.

Тропические циклоны в различных районах носят местные названия. В северо-западной части Тихого океана они называются тайфунами. В Атлантическом океане и в восточной части Тихого океана их называют ураганами. В Индийском океане тропические циклоны называют циклонами или штормами. Циклоны, возни­ кающие северо-западнее Австралии, носят местное название вил- ли-вилли.

Тайфунам Тихого океана, ураганам Атлантического океана и штормам в южной части Индийского океана присваиваются женские имена согласно установленным спискам. Для тайфунов используются 4 списка имен, каждый из которых содержит 21 имя (табл. 3). В каждом списке имена расположены в алфавитном порядке (согласно английскому алфавиту).

Для ураганов Атлантического океана установлен один список имен. Каждому тайфуну и урагану, образовавшемуся в данном календарном году, кроме имени, присваивается порядковый номер и двухзначная цифра года. Например, 7212, что означает двена­ дцатый по счету номер тайфуна (урагана) в 1972 г.

3. Причини возникновения тропических циклонов

Тропические циклоны образуются над теплой водной поверх­ ностью, над которой существует мощный слой влажного воздуха. Основную роль в формировании тропических циклонов играет не­ устойчивость тропической атмосферы.

14

Она является стимулирующим фактором формирования цикло­ на наряду с другими динамическими и термическими причинами. Летом энергия неустойчивости тропической атмосферы больше,

в атмосфере и способствует вертикальному подъему воздуха. Появляющаяся мощная тяга увлекает все новые и новые объемы воздуха, нагревшиеся и увлажнившиеся над водной поверхностью. Вращение Земли придает подъему воздуха вихревое движение и вихрь становится подобным гигантскому волчку, энергия которо­

слабо выраженной области пониженного давления в зоне встречи пассатов северного и южного полушарий (между субтропическими антициклонами обоих полушарий). Таким образом, пассаты явля­ ются основными воздушными потоками, определяющими свойства и интенсивность будущего урагана.

Тайфун, словно мощный центробежный насос, перегоняет по своей периферии гигантское количество влажного воздуха. Струи его, вступая во взаимодействие с окружающими воздушными мас­ сами, приводят к усилению вертикальных движений воздуха, раз­ витию мощной облачности и ливней.

Теория возникновения тайфунов до сих пор остается еще не до конца разработанной.

По мнению Малкус [10], причиной возникновения тайфунов являются волновые возмущения в зоне пассатов, которые при определенных условиях прорывают слой инверсии и дают начало возникновению тайфунов. Разрыв слоя пассатной инверсии создает благоприятные условия для переноса водяного пара в верхние слои атмосферы.

Большой популярностью пользуется теория восточной волны, предложенная Рилем [39] и развитая в дальнейшем другими аме­ риканскими метеорологами. Согласно этой теории, тайфуны чаще всего зарождаются тогда, когда в средней тропосфере в тропиках появляется волна атмосферного давления, охватывающая большие иространства. Перемещаясь с востока на запад, волна теряет свою устойчивость и превращается в вихрь.

Авторы фронтологической теории возникновения тропических циклонов придают большое значение воздухообмену между полу­ шариями, а также между высокими и низкими широтами одного нолушария.

Согласно Томпсону [37], тайфуны образуются в основном на ли­ нии раздела между восточным течением на севере и западным

15

на юге, т. е. в области тропического фронта, расположенного во внетропической зоне конвергенции.

Хотя контрасты температур в зоне тропического фронта и неве­ лики, они, тем не менее, оказывают существенное влияние на изме­ нение запасов энергии неустойчивости в зоне формирования тай­ фуна.

Китайские ученые [37] полагают, что большинство интенсивных тайфунов образуются благодаря вторжению холода из полярных районов южного полушария в сильно прогретые тропические обла­ сти океана.

Миллер [37] считает, что основной причиной возникновения тай­ фунов является положительная энергия неустойчивости влажной воздушной массы. По его подсчетам в стационарном тайфуне (во всем его объеме) ежесекундно высвобождается (2—6) X Ю20 эрг скрытой тепловой энергии парообразования. Примерно 30% этой энергии переходит в кинетическую энергию тайфуна. Скрытая теп­ ловая энергия возрастает при увеличении температуры поверхно­ сти океана, поэтому, видимо, не случайным является факт образо­ вания тайфунов над тропическими районами океанов в теплую половину года.

Согласно Пальмену [37], для образования тропических циклонов существует предел температуры поверхностного слоя океана (25—27°С), ниже которого образование циклонов затруднительно. Высокая температура воды способствует интенсивному испарению и развитию термодинамической неустойчивости, т. е. служит источ­ ником энергии для развивающегося тайфуна.

По Шулейкину [57], тропический циклон представляет собой теп­ ловую машину, где нагревателем является сильно перегретая поверхность океана преимущественно в области какого-то теплого течения, а в качестве холодильника рассматривается атмосфера, окружающая ураган.

По данным Габитса [12, 13], для формирования тропического циклона необходимы: 1) теплый, влажный воздух «ад океаном с температурой 26—27° С; 2) начальное циклоническое возмущение с интенсивной конвекцией в области этого возмущения, сопровож­ дающейся выделением скрытой теплоты парообразования; 3) воз­ никновение механизма преобразования скрытой тепловой энергии в кинетическую энергию.

Углубление тропического циклона прекращается, как только диссипация кинетической энергии за счет турбулентного трения станет равной или больше поступления энергии в область тайфуна за счет конденсации водяного пара. Обычно в начальной стадии жизни тайфуна энергия, растрачиваемая им на трение, компенси­

к заполнению. Затоки холодного и сухого воздуха в центральную часть тайфуна, как правило, приводят к уменьшению скрытой теп­ лоты парообразования. Подобное явление часто наблюдается при прохождении тайфунов над более холодными участками океана

16

ураганной силы образуют вокруг центра циклона кольцо радиусом 40—50 км. Облачный массив приобретает спиралевидный харак­ тер. Облачные поля и зоны выпадения осадков в виде узких спира­ левидных полос сходятся к центру циклона (рис. 3);

Рис. 3. Схематическая модель тайфуна.

3) зрелая стадия (stade of maturity). В данной стадии падение давления в центре циклона (тайфуна или урагана) и увеличение скорости ветра постепенно прекращаются. Циклоническая циркуля­ ция расширяется по площади и распространяется по высоте. Область штормовых ветров и интенсивных ливней увеличивается

вразмерах.

. Диаметр тропических циклонов в стадии развития и зрелой ста­

дии может колебаться в широких пределах (от 60—70 до 1000 км).

18

За пределами тропиков, когда тайфуны и ураганы трансформи­ руются во внетропические циклоны, диаметр их может увели­ читься до 3000 км. Зона катастрофических ветров в тропических циклонах находится в пределах 20—200 км. По высоте тропический циклон распространяется до 16—18 км и достигает уровня тропи­ ческой тропопаузы.

Тропический циклон напоминает собой высокую воронку с кру­ тыми боками. Воронка вращается с громадной скоростью вокруг вертикальной оси циклона. >В центре воронки движение воздуха направлено сверху вниз, а на границе воронки, наоборот,— снизу вверх. Диаметр воронки с высотой заметно увеличивается. У по­

ре циклона обычно наблюдается малооблачная погода и слабые ветры. Уменьшение облачности связано как с нисходящими верти­ кальными движениями, так и с центробежными силами, которые отбрасывают облачность из центра циклона к границе воронки, где наблюдаются максимальные скорости ветра. «Стенки» воронки обычно имеют толщину от десятка километров до 100 км и более.

Скорость ветра с высотой обычно уменьшается. Пространствен­ ная ось тропического циклона почти вертикальная. Глаз бури воз­ никает в результате усиления циркуляции воздуха в тайфуне, при которой вблизи центра циклона может возникать противоградиентное выбрасывание воздуха.

Глаз бури в тайфуне, как уже сказано, представляет собой область затишья с ясным небом или тонким слоем низких облаков. Диаметр глаза бури обычно равен 15—60 км. Иногда он совершен­ но не виден с высотного самолета и на спутниковых фотографиях и обнаруживается только с помощью радиолокатора. В некоторых случаях при углублении тропических циклонов глаз бури может увеличиваться в размерах, достигая в поперечнике 100—200 км.

Глаз бури окружен стеной плотных конвективных облаков, мощно развивающихся за счет энергии, выделяющейся при конден­ сации и в результате конвергенции воздушных потоков в централь­ ной части тайфуна. Вне глаза бури воздух быстро поднимается

иводяной пар в нем конденсируется, что приводит к выпадению сильных ливневых дождей. Внутри глаза бури воздух опускается

инагревается в результате адиабатического сжатия. В нижних слоях атмосферы опускающийся воздух выбрасывается наружу центробежной силой и вовлекается в вихревое движение вокруг центра. Это приводит к еще большему втягиванию воздуха сверху. Поступающий снизу вверх водяной пар поддерживает данный цир­ куляционный механизм.

Образование очага тепла в районе глаза бури — последняя ста­ дия преобразования тропического возмущения в зрелый циклон.

Над теплой водной поверхностью создаются наиболее благопри­ ятные условия для поступления влаги снизу вверх. При смещении урагана на более холодную водную подстилающую поверхность

19