Cyklon tropikalny
Z Wikipedii
Cyklon tropikalny jest związany z układem niskiego ciśnienia, w którym nie występują fronty atmosferyczne. Rozwija się nad ciepłymi wodami i odznacza się cyrkulacją cykloniczną (tj. o kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara na półkuli północnej i kierunku zgodnym z tym ruchem na półkuli południowej) w dolnych warstwach atmosfery oraz silnie rozwiniętą aktywnością burzową. Cyklon tropikalny o maksymalnej prędkości wiatru przy powierzchni Ziemi nieprzekraczającej 17 m/s nazywa się depresją tropikalną, o większej prędkości wiatru, ale nie przekraczającej 33 m/s - sztormem tropikalnym, o prędkości przekraczającej 33 m/s - huraganem (na Atlantyku i wschodnim Pacyfiku), tajfunem (na północno-zachodnim Pacyfiku), silnym cyklonem tropikalnym (na południowo-zachodnim Pacyfiku i południowo-wschodnim Oceanie Indyjskim), silnym sztormem cyklonicznym (w północnej części Oceanu Indyjskiego) bądź wreszcie cyklonem tropikalnym (w południowo-zachodniej części Oceanu Indyjskiego).
Spis treści |
[edytuj] Warunki powstawania cyklonów
Aby mógł powstać cyklon tropikalny, powinny być jednocześnie spełnione następujące warunki:
- Temperatura wody w warstwie powierzchniowej oceanu grubości co najmniej 50 m powinna przekraczać 26,5°C. Ocean stanowi wtedy dostatecznie pojemny dla rozwoju cyklonu zbiornik energii. Po utworzeniu się chmur powietrze ogrzewane jest i nawilażane przez ciepłą wodę oceanu.
- Rozkład temperatury i wilgotności w atmosferze powinien być odpowiedni dla rozwoju intensywnych, wypiętrzonych chmur burzowych (tzw. atmosfera potencjalnie niestabilna duże ilości ciepłego znajdują się nisko). Rozwija się wówczas głęboka (przez całą grubość troposfery) konwekcja, która może "rozkręcić" cały układ.
- Odległość od równika powinna wynosić co najmniej 500 km. Na równiku pozioma składowa siły Coriolisa jest mała, dalej od równika unoszenie i opadanie wywołuje wirowanie układu.
- Zmienność prędkości wiatru z wysokością w całej troposferze powinna być niewielka. Pozwala to na "zorganizowanie się" chmur konwekcyjnych w układ cykloniczny.
Gdy warunki te są spełnione i nad oceanem pojawi się słaby niż lub nawet zafalowanie pola ciśnienia (izobar), mogą się one rozwinąć w cyklon tropikalny wg następującego scenariusza. W bliskim sąsiedztwie zmiany pola ciśnienia rozwija się kilka głębokich, burzowych chmur konwekcyjnych "zasysających" ciepłe i wilgotne powietrze znad oceanu. Pod nimi tworzy się obszar ciśnienia niższego niż w otoczeniu. Pod kompleks chmur napływa z otoczenia coraz więcej wilgotnego i ciepłego powietrza, które zaczyna się poruszać po spirali pod wpływem działania siły Coliorisa. Ten etap nazywa się mezoskalowym systemem konwekcyjnym. Ruchy konwekcyjne intensyfikowane są przez lżejsze, bo ciepłe i wilgotne powietrze znad oceanu, ruchy te następnie organizują się, tworząc układ wirujacych chmur. W siła odśrodkowa działająca na ciężkie, bo ochłodzone i zawierajace skroploną wodę, sparawia, że w centrum układu powstaje najniższe ciśnienie i dzięki temu układ rozpędza się dalej. W tym momencie powstaje już cyklon tropikalny. Jego dalszy rozwój i ewentualne przekształcenie się w huragan zależą od ilości dostarczonej energii na trasie układu. Gdy wirowanie jest dostatecznie intensywne a cyklon ma grubość całej troposfery, przyziemna warstwa nie nadąża z dostarczaniem powietrza do centrum, powietrze zaczyna napływać też górą, w środku układu wytwarza się tzw. oko cyklonu - bezchmurny obszar ze stosunkowo słabymi wiatrami i silnymi ruchami zstępującymi. Dostarczenie zimnego powietrza do centrum cyklonu przyspiesza kondensację wody napędzając jeszcze bardziej cyklon. Po przemieszczeniu nad chłodniejsze wody bądź ląd, gdzie układ nie znajduje się i nie otrzymuje dostatecznej ilości energii, cyklon tropikalny słabnie i zanika.
Cyklony tropikalne najczęściej rozwijają się na przełomie lata i jesieni, co jest związane z najwyższą temperaturą powierzchni wód w tym okresie. Na przykład na Atlantyku 96% huraganów o sile wiatru przekraczającej 50 m/s pojawia się między sierpniem a październikiem. Wyjątkiem jest północna część Oceanu Indyjskiego, gdzie występują dwa maksima częstości występowania silnych sztormów cyklonicznych: w maju i listopadzie. Na ogół cyklony tropikalne przesuwają się ze wschodu na zachód, czasami po kilku lub kilkunastu dniach istnienia skręcają w kierunku biegunów. Mogą wtedy przekształcić się w tzw. niże podzwrotnikowe, a nawet w niże średnich szerokości geograficznych.
[edytuj] Zagrożenia
[edytuj] Wiatr
Cyklony tropikalne mogą powodować katastrofalne zniszczenia. Pierwszym oczywistym niszczycielskim czynnikiem jest wiatr. W najsilniejszych huraganach jego rekordowa prędkość, szacowana na podstawie ciśnienia w centrum (wiatromierze nie wytrzymują takich warunków), przekracza 85 m/s (305 km/h). Najsilniejsze wiatry wieją na ogół w połówkach cyklonów bardziej oddalonych od równika, gdyż do prędkości związanej z cyrkulacją cykloniczną dodaje się tam prędkość przemieszczania samego układu. W części cyklonu bliższej równika, przez marynarzy, zw. czasami "połową żeglowną", prędkości te się odejmują i siła wiatru jest mniejsza.
[edytuj] Opad
Drugim czynnikiem zniszczeń jest opad. W chmurach cyklonów tropikalnych, zasilanych ciepłym i wilgotnym powietrzem, kondensują ogromne ilości wody i spora jej część wypada z chmur w postaci deszczu. Rekordowe opady obserwowano w cyklonach tropikalnych na wyspie Reunion na Oceanie Indyjskim, np. cyklon Denise w nocy z 7 na 8 grudnia 1966 r. przyniósł 1144 mm opadu w ciągu 12 godzin i 1825 mm w ciągu 24 godzin. W styczniu 1980 r. cyklon Hiacinthe przyniósł tam 3240 mm opadu w ciągu 3 dni i 5678 mm w ciągu 10 dni. Dla porównania maksymalna zarejestrowana ilość opadu, która wywołała katastrofalną powódź w Polsce w lipcu 1997 r., wyniosła w Kamienicy Kłodzkiej ok. 455 mm w ciągu 3 dni.
[edytuj] Fala przypływowa
Trzecim czynnikiem (powodującym głównie zniszczenia obszarów nadbrzeżnych) jest fala przypływowa spowodowana wiatrem oraz niskim ciśnieniem w centrum cyklonu. Wysokość fali może przekraczać 6 m; powoduje ona zatopienie niżej położonych obszarów. Amerykanie wprowadzili skalę intensywności huraganów, tzw. skalę Saffira-Simpsona. Podobną skalę wprowadziły australijskie służby meteorologiczne.
[edytuj] Słynne cyklony tropikalne
Najbardziej katastrofalnym cyklonem tropikalnym w udokumentowanej historii był cyklon, który w 1970 spustoszył Bangladesz. Nie ma dokładnych danych dotyczących liczby ofiar, ale ostrożne szacunki podają liczbę co najmniej 300 tys. zabitych, głównie w wyniku zalania nisko położonych terenów przez fale przypływu. Straty spowodowane przez huragan Andrew na Bahamach i w południowo-wschodnich stanach USA w 1992 przekroczyły 30 mld dolarów USA. Katastrofalny huragan Mitch zaatakował jesienią 1998 Amerykę Środkową, powodując kilkanaście tysięcy ofiar śmiertelnych i kolosalne straty materialne, głównie na skutek katastrofalnych opadów i spowodowanych nimi osunięć ziemi oraz powodzi. Z kolei we wrześniu 2005 roku huragan Katarina spowodował zalanie Nowego Orleanu oraz spustoszył Missisippi (stan).
W większości krajów nawiedzanych przez cyklony tropikalne jednym z najważniejszych zadań służb meteorologicznych jest obserwacja i prognozowanie tych zjawisk. Cały cykl życiowy cyklonów tropikalnych śledzi się, przeprowadzając obserwacje przy użyciu geostacjonarnych satelitów meteorologicznych. Gdy cyklony znajdują się w zasięgu radarów meteorologicznych, można "zaglądać" do ich wnętrza. Ponadto Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych (ang. USAF) oraz National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dysponują flotą samolotów pomiarowych wyposażonych w urządzenia do badania huraganów. Dane satelitarne, radarowe, z pomiarów lotniczych i naziemnych służą do opracowywania prognoz dotyczących rozwoju i trasy cyklonów; prognozy są wykorzystywane przez służby obrony cywilnej, które podejmują działania obronne przed siłą żywiołu.
[edytuj] Proces termodynamiczny
Cyklon może być rozpartywany jako rodzaj silnika parowego (cieplnego), w którym z powierzchni oceanu następuje parowanie, które nagrzewa i nawilża powietrze. Gdy wilgotne i ciepłe powietrze unosi się ulega ochłodzeniu, w wyniku czego następuje kondensacja pary wodnej. Ten cykl zmian sprawia, że układ przetwarza ciepło na pracę, której część jest zanieniana na energię ruchu cyklonu. Niektórzy badacze cyklonów próbują przedstawić cykl zmian cieplnych w cyklonie jako termodynamiczny cykl Carnota.
[edytuj] Zobacz też
