Mis põhjustab orkaani pilved spiraali?

Orkaani satelliidiportree on eksimatu: võimas kõrguvate pilvede keeris, mille keskpunktiks on selge “silm”. Need hiiglaslikud metsikud tormid algavad madalatel laiuskraadidel, mida kaubandustuuled kaasa suruvad. Enamik selliseid troopilisi tsükloneid moodustub Vaikse ookeani põhja- ja idaosas, Atlandi ookeani lääneosas, India ookeanis ja Vaikse ookeani lõunaosa lääneosas eraldi paljunemisaladel. Koos orkaaniga - nende nimi Põhja- ja Kesk-Ameerikas - nimetatakse neid erinevalt taifuunideks, baguiosid ja tsükloniteks. Nende tuulte metsik spiraal, mis võib ulatuda üle 240 kilomeetri tunnis, tuleneb jõudude ühinemisest.

Tuul on õhu liikumine kõrgema atmosfäärirõhu aladelt madalamale. Madalrõhulist kambrit nimetatakse tsükloniks, mitte segi ajada India ookeani orkaanide piirkondliku mõistega. Vastupidine olukord on antitsüklon, kõrgsurveelement. Tuul voolab antitsüklonist pärit rõhugradiendi järgi väljapoole, tsüklonisse sissepoole. Orkaan on eriti tugeva rõhugradiendiga tsüklon, mida võimendavad sooja ookeani veed ja varjatud kondensenergia.

Kui planeet oleks statsionaarne, sööstuks tuul madalrõhkkonnaga aladele, see tähendab risti ühisrõhuliinidega, mida nimetatakse isobaarideks. Maa aga pöörleb ja see planeetide spinn suunab õhku puhuva sirgeteedelt kõrvale. Seda pöörlevat mõju nimetatakse Coriolise efektiks. Põhjapoolkeral suunatakse tuul paremale; lõunapoolkeral vasakule. Ülemine tuul keerleb seega madalal, umbes paralleelselt isobaaridega - põhjapoolkeral vastupäeva, lõunas päripäeva. Coriolise efekt puudub ekvaatoril praktiliselt ja seetõttu ei teki orkaanid vaatamata troopilisele elupaigale sellest mõne kraadi ulatuses ülemaailmne keskkõrgus ega ületa seda: seal asuvad madalrõhurakud on otse „täidetud“ sissetuleva õhuga, ilma tsüklonaalse keeristena, mis aitab orkaan.

Maa pinnale lähemal toimib õhu liikumise muutmiseks aga teine ​​jõud: hõõrdumine. Madalamad tuuled tõmbuvad vastu maad või vett ja keerlevad seega madalama ümber tihedamalt - see mõju avaldub tavaliselt 5000 jala kõrgusel. Mõju saab kontseptualiseerida nurkade osas. Kui ainsat õhu liikumist määravat jõudu oleks rõhugradiend, voolaks tuul 90 kraadi juures isobaaridesse; ainuüksi Coriolise efekti mõjul voolaks see 0 kraadi juures. Hõõrdumine kõverdab tuulenurga üle isobaaride kuhugi 0–90 kraadi.

Orkaani kõige ägedamad tuuled on tavaliselt silma ümber tihedalt ja kiiresti ülespoole keerlevad tuuled. Need on rõhugradiendist alla imetud ja madalaid keskosa lähedal olevad kondenseeruvad isobaarid. Tugevdades suurendavad tuuled pinnavee aurustumist; kui nad ülespoole tõusevad, kondenseerub veeaur ja eraldab tohutul hulgal varjatud soojusenergiat. See kütab orkaani ja ehitab silmamuna kõrguvad äikesepead, millesse tsükloni kiirgavad vihmavööd korgitsevad. Vägivaldne silmasein kinnitub kümnete tuhandete jalgade kaugusele taevasse, samal ajal kui orkaani silmis õhk vajub aeglaselt, takistades pilvede tekkimist ja hoides sealseid tingimusi imelikult rahulikult. Õhk pöörles vihmavööndites ülespoole ja silmamurd triivis keskelt väljapoole.