Тропические циклоны

Тропические циклоны (ТЦ) образуются там, где наблюдается высокая температура поверхностного слоя воды (выше 26-28°С), а разность температур вода-воздух более 1-2°С. Это приводит к усилению испарения, увеличению запасов влаги в воздухе, что в известной степени определяет накопление тепловой энергии 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 которого грандиозна; тропический циклон является атмосферной тепловой машиной, которая преобразовывает тепловую энергию конденсации водяных паров (» 600 кал/1г воды) в механическую энергию вращения воздуха).

Образование тропического циклона начинается с углубления слабо выраженной области пониженного давления в зоне встречи пассатов северного и южного полушарий (между субтропическими антициклонами обоих полушарий) в зоне широт 5°¸25° (рис. 4.21.)

Из-за относительно низкой температуры воды в южной части Атлантического и в юго-восточной части Тихого океанов тропические циклоны не возникают.

Всего на земном шаре за год образуется в среднем около 65 тропических циклонов (таблица 1).

Таблица 1

Повторяемость тропических циклонов

После зарождения они перемещаются с востока на запад, т.е. в направлении общего переноса в тропической зоне. В дальнейшем они поднимаются в сторону высоких широт до точки поворота и далее движутся на северо-восток в северном полушарии и юго-восток – в южном полушарии. Однако в каждом частном случае траектории тропических циклонов очень разнообразны и никогда не повторяются. Направления движения могут изменяться самым причудливым образом. Некоторые из них описывают петли, другие, следуя уже по меридиану или уклоняясь к востоку, вновь поворачивают на запад.

Рис. 4.21. Основные пути тропических циклонов

Как правило, тропические циклоны огибают области высокого давления и стремятся к областям низкого давления. Некоторые циклоны перемещаются с постоянной скоростью, другие стоят на месте, третьи ускоряют свое движение за сутки в 15 раз. Скорость движения тропических циклонов обычно составляет 10-20 уз, но бывает совсем незначительной, а на некоторое время может увеличиваться до 40-50 уз.

При выходе в умеренные широты и сближении с полярным фронтом происходит регенерация тропического циклона, и дальнейшее его развитие идет по схеме фронтального. При отсутствии фронта и при выходе на сушу обычно наблюдается быстрое заполнение тропического циклона.

Примерно в каждом десятом случае тропические возмущения усиливаются и возникает первая стадия ТЦ – тропическая депрессия (ТD), когда появляется хотя бы одна замкнутая изобара (давление Р £ 1000 мбар, скорость ветра W £ 33 узлов).

Некоторые TD углубляются и превращаются на следующей стадии развития в тропический шторм (TS): Р £ 995 мбар, W £ 47 узлов.

При наличии подходящих условий может наступить следующая стадия – сильный тропический шторм (Р £ 990 мбар, W £ 63 узла), который в некоторых случаях превращается в одно из самых грозных явлений природы – тропический циклон Сус (или ураган – Hr, или тайфун – ТУ – традиционные названия по регионам). Давление падает ниже – 980 мбар, но может быть и до 877 мбар; скорость ветра более 80 узлов (отмечалась до 230 узлов) – следствие исключительно больших горизонтальных барических градиентов – до 3 мбар/1милю, что в десятки раз больше, чем в циклонах умеренных широт. Барическая тенденция также необычайно велика – до 30 мм.рт.ст за 20 мин!

При наличии достаточного разгона формируется исключительное волнение – до 35 ¸ 37м. высотой (отмечено в Тихом океане). Из мощной кучевой системы непрерывно идет ливневый дождь (однажды на Ямайке отмечено за 4 суток 2430 мм – для Одессы это 5-летняя норма). Мировой рекорд – Reunion, 1952 год – 1,87 м за 1 сутки.

Размер ТЦ обычно 100 – 300 миль, но отмечались тайфуны до 600 миль диаметром.

Рис. 4.22.

Характерное образование тропического циклона – «глаз бури» (рис. 4.22.) область в центре размером » 10 ¸ 50 миль, свободная от облачности и ветра, с высокой температурой (за счет нагревания воздуха при опускании) и огромными пирамидальными волнами, приходящими сюда с разных частей ТЦ, эта толчея представляет большую опасность для любых судов. «Глаз бури» хорошо виден на спутниковых фотографиях и на экранах радаров (специально для этой цели на судовых радарах имеется шкала » 100 миль).

Распределение ветра и волнения в ТЦ обычно несимметрично, поэтому выделяют более опасную половину, а в ней еще более опасную четверть (рис. 4.23.) (в северном полушарии это правая половина по ходу ТЦ, в южном - левая):

· ветер в опасной половине сильнее, т.к. является суммой движения воздуха в циклоне и собственного движения циклона;

· под действием ветра судно может сдрейфовать на путь центра ТЦ (попасть в «глаз бури»):

· в типичном случае ТЦ поворачивает в сторону опасной половины и судно может оказаться на пути центра;

· в тыловой четверти (опасной половины) самое большое и опасное волнение, т.к. этот участок дольше находится под воздействием ветров близких направлений.

В настоящее время в связи с развитием разнообразных средств радиосвязи (а сведения о положении и перемещениях центра ТЦ передаются и в очередных и во внеочередных сообщениях Метеоцентров) капитан должен принять все меры для расхождения с ТЦ на возможно большем расстоянии. Однако случаи попадания в ТЦ имеются следующие возможные причины:

· предупреждение на судне не получено (или вследствие поломки средств радиосвязи, или ТЦ сформировался в районе судна очень быстро);

· прогноз ТЦ есть, но он оказался очень неточным (отклонение по направлению возможно в десятки градусов, а в перемещении – до 150 миль/сутки);

· прогноз получен, но ТЦ оказался нетипичным (скачки в скорости, пели и т.д.);

· непонимание синоптической обстановки.

Поэтому находясь в «опасное время в опасном районе» (см. таблицу) необходимо вести наблюдения за местными признаками приближения ТЦ (каждый из них не вполне достоверный, но нескольким признакам можно доверять с уверенностью):

· восход и заход Солнца наблюдается яркая заря (много влаги);

· перистые облака в виде веера из одной точки появляются за 400 ¸ 700 миль от ТЦ (а далее по типу приближения теплого фронта);

· зыбь не совпадает с ветровым волнением;

· давление падает ниже допустимого для суточного хода в этой широте;

· в радиоприемниках слышен треск от грозовых разрядов, судовым радиопеленгатором обнаруживается направление на центр ТЦ с дальности » 300 миль;

· на радиолокаторе (предельные шкалы дальности можно увидеть засветку от ливней и даже "глаз бури";

· ветер непрерывно усиливается, но этот признак имеет малую заблаговременность.

Для принятия решения о маневре по расхождению с ТЦ необходимо установить в какой половине (правой или левой) находится судно. Для этого необходимо каждый час определять направление и скорость истинного ветра:

· если направление ветра не меняется – судно на пути центра (выполняются все признаки);

· ветер с течением времени отклоняется по часовой стрелке (вправо) – судно в правой половине (для обоих полушарий), а если отклоняется влево – то судно в левой половине. Известный закон Бейс-Балло гласит: если в Северном полушарии стать спиной к ветру, то центр ТЦ будет слева несколько спереди; если в Южном полушарии стать спиной к ветру, то центр ТЦ будет справа несколько спереди.