ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ

Циклон, известный иначе как депрессия, или область низкого давления, представляет систему погоды, в которой атмосферное давление убывает до некоторой минимальной величины в центре, а ветры дуют по спирали в направлении этого центра. (Ветры дуют по часовой стрелке в южном полушарии и против нее в северном полушарии.) В своей развитой форме система превращается в тропический циклон, определяемый Всемирной метеорологической организацией (WMO, 1966) как «циклон тропического происхождения малого диаметра (несколько сотен километров) с минимальным давлением у поверхности, иногда менее 900 гПа, очень сильными ветрами и проливным дождем; иногда сопровождается грозами. В нем обычно различают центральную область, или «глаз урагана», с диаметром порядка нескольких десятков километров, слабым ветром и более или менее незначительной облачностью».

Тропические штормы впервые были названы ураганами в Карибском море, а затем это наименование распространили на все тропические циклоны в южной части Тихого и Индийского океанов и северной части Атлантического океана, если ветер в циклоне приобретал огромную силу. В Китайском море, обычно в западной части северной половины Тихого океана и в Индийском океане над Бенгальским заливом их называют «тайфунами». Термин «тайфун» укоренился еще с давних исторических времен (по-китайски иероглиф «тай» означает сильный ветер) в применении к ТЦ западной части Тихого океана в Северном полушарии, а именно эти вихри и представляют собой серьезную опасность для дальневосточных регионов России – Приморья, о. Сахалин, Курильских о-вов и Камчатки.

По различным подсчетам (Hughes, 1952; Miller, 1958a), в пределах среднего урагана за день выделяется от 2.0 до 6.0 х 10¹⁹ Дж в виде тепла. Наибольшая цифра эквивалентна приблизительно 16 триллионам киловатт-часов за день. Этой энергии достаточно для снабжения электричеством всех Соединенных Штатов в течение полугода.

Энергия среднего урагана равна 500 000 атомных бомб. Атомный взрыв в Бикини поднял в воздух 10 000 000 т воды, но за несколько часов во время урагана на Пуэрто-Рико обрушилось 2 500 000 000 т дождя, в 250 раз больше, чем в Бикини. Тепло, освобождаемое большим ураганом, равно теплу, возникающему при сгорании 2–3 млн. т угля. За один день такой ураган расходует энергию, равную энергии взрыва 13 000 мегатонных ядерных бомб.

Тропические циклоны представляют собой огромные вихри, достигающие в диаметре 1000–1500 км, а иногда и более, и простирающиеся по вертикали на всю тропосферу (до 15–18 км). Максимальная скорость ветра в наиболее мощных ТЦ достигает v_m = 90–100 м/с (т.е. 300–360 км/ч) и минимальное давление у поверхности океана в центре вихря p_o доходит до рекордно низких в метеорологии значений (абсолютный минимум – 870 гПа – был зафиксирован в супертайфуне Тип в октябре 1979 г.).

Тропические циклоны могут возникать в любое время года в тропических частях всех океанов, за исключением юго-восточной части Тихого океана и южной Атлантики. Их число сильно меняется от района к району и от года к году. На рис. 2 показаны районы возникновения тропических циклонов.

Рис. 2. Среднее годовое число тропических циклонов и основные направления их перемещения (стрелки) /по Хаину А.П., 1984/

В Северном полушарии ТЦ возникают, прежде всего, в следующих океанических областях:

1) в Тихом океане – к востоку от Филиппинских островов и в южной части Южно-Китайского моря, в основном, с мая по ноябрь, а также к западу от Калифорнии и Мексики с июня по октябрь;

2) в Атлантическом океане – к востоку от Малых Антильских островов и на востоке Карибского моря с июля по октябрь, к северу от Больших Антильских островов с июля по октябрь, в западной части Карибского моря в июне и с конца сентября до начала ноября, в Мексиканском заливе с июня по ноябрь и, наконец, у островов Зеленого Мыса с июля по октябрь;

3) в Индийском океане – в Аравийском море в мае - июне и октябре - ноябре, а также в Бенгальском заливе с июня по ноябрь.

В Южном полушарии ТЦ зарождаются в Индийском океане – к востоку от Мадагаскара и северо-западнее Австралии с ноября по апрель - май, а в Тихом океане – в районе островов Новые Гебриды и островов Самоа с декабря по апрель.

В целом, следует заключить, что ТЦ чаще всего образуются в тропической зоне между 4 и 30° широты (ближе к экватору, из-за недостаточной величины закручивающего момента, связанной с силой Кориолиса – ноль на экваторе – ТЦ образуются крайне редко). Наиболее часто ТЦ возникают между 10 и 15°.

Чаще всего тропические циклоны возникают в северной части тропической зоны Тихого океана. Здесь в среднем за год прослеживается около 32 циклонов. Наибольшая их повторяемость отмечается в августе и сентябре, т. е. в конце лета (рис. 2, кривая 1). Значительно реже возникают циклоны в северной части тропической зоны Атлантики. В среднем здесь за год прослеживается около 10 циклонов. Наибольшая повторяемость отмечается также в августе и сентябре (рис. 2, кривая 2). Примерно столько же циклонов возникает в юго-западной части тропической зоны Тихого океана. Здесь максимум их возникновения отмечается в середине лета, в январе (рис. 2, кривая 3). Наиболее часто (в 65 % случаев) тропические циклоны возникают между широтами 10 и 20°. В более высоких широтах они возникают лишь в 13% случаев. Никогда не отмечалось возникновение циклонов севернее 35° с. ш. и южнее 22° ю. ш. В зоне 3–10° широты в обоих полушариях тропические циклоны возникают в 22 % случаев. На широтах 2–3° отмечались только единичные случаи возникновения циклонов.

Тропические циклоны развиваются только над океанами и только в тропиках, обычно над водной поверхностью между 6° и 20° как с. так и ю. ш. Однако изредка они образуются от 2–3° до 30–35° с. и ю. ш. Средняя широта образования тропических циклонов имеет довольно четко выраженный годовой ход. Весной и в начале лета обоих полушарий она перемещается в направлении к высоким широтам, а в конце лета и осенью вновь приближается к экватору. В последние годы было обнаружено, что тропические циклоны могут развиваться из небольших депрессий, смещающихся с территории суши, например с Африканского материка на Атлантический океан.

В среднем в год почти за весь имеющийся период наблюдений над Северным полушарием возникало 56 циклонов, а над Южным – 26. Значит, над всей планетой в среднем в год возникает более 80 тропических циклонов. Правда, если рассматривать лишь последние годы, когда появилась информация метеорологических спутников Земли и стали прослеживаться все без исключенная тропические циклоны, число их окажется несколько большим. Покажем это на примере наиболее интенсивного очага на юго-западе северной части Тихого океана. Так, за период с 1940 по 1955 г. в среднем а год здесь оказались прослеженными 27 тайфунов, с 1956 по 1965 г. – 28 тайфунов, за первое спутниковое десятилетие (1966–1975 гг.) – 29 тайфунов. В последние годы число тайфунов колеблется от 26 до 30 в год.

Примерная структура тропического циклона (рис. 3) была известна метеорологам давно, однако только в последнее время появились достаточно надежные данные наблюдений в области тропических штормов и спутниковые фотографии, которые помогли значительно уточнить распределение метеорологических величин в пределах тропического циклона. Начиная с 1955 г. специально оборудованные самолеты начали совершать полеты внутри области, занятой тропическим циклоном, и обеспечили получение данных, на основе которых можно представить структуру тропического циклона.

Стадии развития

Тропические циклоны в своем развитии проходят несколько стадий. По классификации, принятой Международной метеорологической конференцией в Маниле (июнь 1940 г.), для каждой из стадий – типов циклонических возмущений, предусматривается определенная скорость ветра (табл. 3).

Рис. 1.6. Структура внутренней части тропического циклона

Таблица 2