Архивная статья из № 6 (42) за 2005 г.
Тропические циклоны – одно из наиболее удивительных и, в то же время, грозных и разрушительных природных явлений на Земле, буйствующих над тропическими акваториями всех океанов, за исключением южной Атлантики и юго-востока Тихого океана.
На нашей планете, в среднем, в год наблюдается около 80 тропических циклонов.
Интенсивные тропические циклоны в каждом регионе имеют свое название. В Атлантике и на северо-востоке Тихого океана их называют ураганами; на северо-западе Тихого океана – тайфунами; в Аравийском море и Бенгальском заливе – циклонами; в южной части Индийского океана – орканами; у побережья Австралии – вилли-вилли; в Океании – вилли-вау; на Филиппинах – багио.
Тропические циклоны – это огромные вихри, достигающие в диаметре 1000-1500 км и простирающиеся на всю толщу тропосферы. Отличительная особенность тропических циклонов – значительное падение давления на малых расстояниях, что приводит к образованию ураганных ветров. Давление в центре развитых циклонов составляет порядка 950-960 гПа (минимальное из зарегистрированных – 855 гПа).
Тропические циклоны возникают над теплыми океаническими водами в тропиках обоих полушарий в широтной зоне 5-20°. Они являются грозным порождением взаимодействия океана и атмосферы.
Большая часть тропических циклонов образуется во внутритропической зоне конвергенции – зоне сходимости пассатных ветров двух полушарий, или пассатов, и экваториальных западных ветров. Для такой зоны конвергенции характерно наличие возмущений различной интенсивности – часть из них достигает стадии тропических депрессий, некоторые из которых, при благоприятных условиях, развиваются в тропический шторм и ураган. Что же способствует зарождению и дальнейшей интенсификации тропического циклона? Прежде всего, это наличие начального возмущения и незначительный горизонтальный сдвиг ветра между нижней и верхней тропосферой. Для создания эффекта «закручивания» необходимо достаточное значение силы Кориолиса, обусловленной вращением Земли вокруг своей оси – тропические циклоны не образуются вблизи экватора, где горизонтальная составляющая этой силы равна нулю. Одним из условий образования тропических циклонов является наличие влажного неустойчивого воздуха и развитие конвекции.
Наконец, это существование источника энергии – термический потенциал океана. Проще говоря, тропические циклоны образуются над океаном, если температура его поверхности превышает 26°С. Океан поставляет значительную часть теплоты, необходимой для поддержания низкого давления в центре циклона. С ростом температуры воды возрастает испарение и увеличивается поток так называемого скрытого тепла, которое формирует теплое ядро в средней тропосфере, обусловливающее резкое понижение давления в центре тропического циклона. Тропический циклон можно представить как тепловую машину, работа которой связана с океаном как с источником энергии и как с пусковым механизмом – начальный вихрь образуется над перегретой областью океана. Кроме того, тепловое состояние океана оказывает влияние и на траекторию тропических циклонов. Но в то же время эволюция тропических циклонов определяется и различными атмосферными процессами. Мы имеем дело со сложным комплексом взаимодействия океана и атмосферы.
Зрелый тропический циклон – мощнейший атмосферный вихрь, для которого характерны большие градиенты (перепады) давления и, следовательно, ураганные ветры – до 90 м/с, причем пояс максимальных ветров находится между 20 и 50 км от центра. В тропических циклонах развивается мощная облачность, количество осадков может достигать 2500 мм в сутки. В хорошо развитых циклонах наблюдается феноменальное явление – глаз бури – область, где небо проясняется, ветер ослабевает, иногда до штиля, на ее границе осадки внезапно прекращаются. Глаз окружен стеной мощных облаков. Спутниковые снимки обнаружили существование «горячих башен» – высотных зон дождевой облачности, которые расположены над «стенками» этого самого «глаза» гораздо выше основной части урагана. «Башни» простираются до самого «потолка» – верхних слоев тропосферы. Как полагают специалисты, «горячие башни» играют ключевую роль в процессе усиления мощи урагана. Кстати, такие «башни» были обнаружены и в урагане «Катрина». Появление глаза бури связано с увеличением центробежной силы по мере приближения к центру циклона. Средний диаметр «глаза» – 20-25 км, в разрушительных ураганах и тайфунах он составляет 60-70 км. Встречаются и двуглазые тропические циклоны.
Энергия тропического циклона очень велика; по подсчетам специалистов, средний тропический циклон вырабатывает количество энергии, равное нескольким тысячам атомных бомб.
За три недели ураган вырабатывает энергию, сопоставимую с той, что выработала бы наша Братская ГЭС за 26 тысяч лет. Человечество пока еще не в состоянии ни воспользоваться этой энергией, ни получить ее в таком количестве от каких-либо других источников.
Образовавшийся тропический циклон сначала перемещается с востока на запад, постепенно отклоняясь к более высоким широтам: в северном полушарии – к северо-западу. Но если циклон достигает 20-30° широты над океаном, он начинает огибать субтропический антициклон и его направление меняется на северо-восточное. Такая точка траектории называется точкой поворота. Траектории перемещения циклонов, в основном, криволинейные, иногда появляются даже «петли». Средняя скорость движения тропических циклонов внутри тропиков составляет всего 10-20 км/час. Выходя на сушу или в средние широты, тропический циклон затухает либо превращается в интенсивный циклон умеренных широт. Российское Приморье в летне-осенний период часто подвергается воздействию таких циклонов – бывших тайфунов, приносящих аномальные осадки и ураганный ветер. Так, в 1973 г. тайфун, вышедший на Приморье, принес во Владивосток более половины годовой суммы осадков. Автор статьи испытал на себе все «прелести» разбушевавшейся стихии, когда в августе 1979 г. тайфун «Ирвинг» обрушился на Дальний Восток, затопив Приморский и Хабаровский край.
В гидрометеорологической практике, в зависимости от скорости ветра, тропические возмущения подразделяются на тропическую депрессию, тропический шторм, сильный тропический шторм, тропический циклон, тайфун, ураган. В свою очередь последние делятся на пять категорий («ураганная» шкала Саффира-Симсона) в зависимости от скорости ветра. К пятой категории относятся ураганы со скоростями, превышающими 70 м/с.
Тропические циклоны, ставшие тропическими ураганами, получают свои имена. Эта традиция берет начало со Второй мировой войны, когда метеорологи военно-воздушных и военно-морских сил США вели наблюдение за тайфунами и, чтобы избежать путаницы, называли тайфуны именами своих жен или подруг. После войны национальная метеослужба США составила алфавитный список женских имен, чтобы облегчить общение и избежать затруднений при развитии нескольких циклонов в регионе. Когда же в 1979 г. наконец была понята настоящая сущность и сильной половины человечества, Всемирная метеорологическая организация (ВМО) совместно с национальной метеослужбой США включила в список и мужские имена. Справедливость восторжествовала. (Не все зло от женщины!) Эти списки используются постоянно и заранее составляются для каждого года и каждого региона. Однако в случае, если тропический циклон особенно разрушителен, имя, присвоенное ему, вычеркивается из перечня и заменяется другим. Так что можно вполне определенно сказать – мы больше никогда не услышим про ураган по имени «Катрина».
Разрушительный эффект тропических циклонов обусловлен ураганными ветрами, смертоносными потоками воды, которые обрушиваются на побережье с приходом урагана – до 20 миллионов тонн воды в день. Например, в январе 1966 года над островом Реюньон в Индийском океане пронесся тропический циклон «Денис», который принес невероятное количество осадков – 182 сантиметра за сутки. К ливневым осадкам добавляется «штормовой нагон» – подъем уровня океана, достигающий в экстремальных случаях 10 м. Наводнения, связанные со штормовыми нагонами, являются наиболее разрушительными последствиями ураганов. В 1970 году циклон «Ада» в Индийском океане затопил низменное побережье Бангладеш нагонными волнами. Тогда погибли более 300 тысяч человек. Ураган «Хьюго» в 1989 году обрушил на Южную Каролину стену воды высотой в 6 метров. Такой удар способен разрушить здания, дороги, размыть берега.
В северном полушарии «ураганный» сезон длится, в среднем, с мая по ноябрь. Наиболее продолжительный период развития тропического циклогенеза наблюдается на западе Тихого океана. По данным Гидрометцентра России, где собран банк данных о тропических циклонах по всему земному шару, в среднем на западе Тихого океана образуется 26 тропических циклонов. В Атлантике пик ураганов приходится на август-сентябрь и наблюдается порядка 9-10 циклонов в год. Исследования ученых показали, что в последние десятилетия в Атлантике возросла активность тропических циклонов. Так, с 1970 по 1979 г. их количество составило 81, с 1980 по 1989 – 96, с 1990 по 1999 – 105; причем в 1995 г. было зафиксировано 19 тропических циклонов (рекорд пока остается за 1933 г., когда в Атлантике сформировался 21 циклон). По прогнозам американских ученых эта тенденция сохранится и в первые десятилетия ХХI столетия, и уже нынешний 2005 г. может побить все рекорды. Связано это, прежде всего, с повышением температуры поверхности океана. Как показали спутниковые данные, в 2005 году температура поверхности воды в Атлантическом бассейне повысилась, по сравнению с предыдущими годами, в среднем на 2-4°С.
До последнего времени рекордсменом среди атлантических циклонов был ураган «Эндрю», пронесшийся над штатами Флорида и Луизиана в конце августа 1992 года и нанесший ущерб в размере 25 миллиардов долларов. Минимальное давление в его центре падало до 923 гПа, а скорость ветра достигала 76 м/с.
Однако «Катрина», по всей видимости, оказалась рекордсменкой по своим параметрам: минимальное давление в ее центре составило 902 гПа, а скорость ветра при этом превышала 75 м/с (порывы до 90 м/с). «Катрина» зародилась 23 августа 2005 г. к востоку от Багамских островов и, пройдя через юг Флориды и усилившись в Мексиканском заливе, где температура воды превышала 31°С, обрушилась на Новый Орлеан 29 августа 2005 года, разрушив дамбы и полностью затопив город. Число погибших превысило тысячу человек, а экономический ущерб составил десятки миллиардов долларов. Это был самый разрушительный ураган, когда-либо обрушившийся на побережье Северной Америки.
Вслед за «Катриной» к побережью США устремилась «Рита», ставшая семнадцатым тропическим штормом за сезон ураганов 2005 года.
К счастью, она ослабела, не успев причинить колоссального вреда. И «Катрина», и «Рита» зародились севернее обычных широт, где закручиваются атлантические тропические циклоны. Но самым необычным для Атлантики явился двадцатый ураган по имени «Винс». Он сумел завертеться в районе Азорских островов, что значительно севернее (30-35 параллель) обычного района их формирования. Правда, достичь большой интенсивности ему не удалось и, достигнув первой категории, «Винс» быстро ослабел до тропического шторма.
Тропические циклоны существенно перераспределяют энергию в атмосфере и поэтому, несмотря на свои «компактные» размеры, оказывают влияние на атмосферные процессы далеко за пределами своих «мест обитания». Например, климатологами подмечен интересный факт взаимосвязи частоты ураганов в Атлантике и хорошей погоды в Европе. Как правило, при усилении активности тропического циклогенеза, над Скандинавией формируются большие малоподвижные циклоны. По их периферии на большую часть Западной Европы распространяются ветры южных направлений, которые обеспечивают устойчивую теплую погоду. Восточная Европа при этом находится во власти антициклона, обусловливающего хорошую погоду. Так что наше затяжное «бабье лето» 2005 г. отчасти связано с «бушующей» Атлантикой.
Нет необходимости говорить о важности изучения тропических циклонов и прогноза их эволюции. Непосредственные измерения в циклоне практически невозможны, хотя много полезной информации было получено при самолетном зондировании и проведении специальных экспедиционных наблюдений. Современные методы исследования и прогноза тропических циклонов основаны на численном моделировании и использовании спутниковой информации, проведении лабораторных экспериментов. Разработаны методы прогноза возникновения, эволюции и направления перемещения этих циклонов на основе численных методов и спутниковых данных. Хотя точно рассчитать место зарождения тропического циклона пока невозможно, однако определить наиболее вероятную область его зарождения вполне реально. За последние 30 лет достигнуты значительные успехи при прогнозе траекторий перемещения циклонов.
Огромный ущерб, наносимый тропическими циклонами, ставит задачу не только прогноза их развития и движения, но и возможного влияния на них с целью уменьшения их интенсивности и изменения траектории перемещения. Предлагались самые разнообразные проекты: рассеивание облаков сухим льдом или йодистым серебром, охлаждение океана айсбергами, покрытие воды специальной масляной пленкой, облучение эпицентра урагана микроволнами из космоса или подрыва его водородными бомбами. Следует заметить, что все они достаточно дорогостоящие и могут оказаться абсолютно бессмысленными, если нет точного прогноза места зарождения, размеров и интенсивности циклона. Кроме того, невозможно просчитать последствия таких воздействий, которые могут оказаться не менее губительными, чем сам тропический циклон. Так что пока нам остается надеяться на улучшение методов прогноза тропических циклонов и адекватно реагировать на предупреждения специалистов. И уже сейчас, благодаря совершенствованию систем предупреждения и методов спасения людей, число человеческих жертв начало постепенно снижаться.
Текст: Ольга Разоренова (с.н.с. Института океанологии РАН)
Фото: Levan Mtchedlishvili
Метки: Живая стихия...
