Il ritratto satellitare di un uragano è inconfondibile: un possente vortice di nuvole torreggianti, con un chiaro "occhio" come fulcro. Queste tempeste gigantesche e selvagge iniziano a basse latitudini, spinte dagli alisei. La maggior parte di questi cicloni tropicali si forma in zone di riproduzione distinte nel Pacifico settentrionale occidentale e orientale, nell'Atlantico occidentale, nell'Oceano Indiano e nel Pacifico meridionale occidentale. Insieme a "uragano" - il loro nome in Nord e Centro America - sono chiamati in vari modi tifoni, baguios e cicloni. La feroce spirale dei loro venti, che possono infuriare oltre i 240 chilometri orari (150 mph), deriva da una confluenza di forze.
Forza gradiente di pressione
Il vento è il movimento dell'aria da aree a pressione atmosferica più alta verso una più bassa. Una cella a bassa pressione è chiamata ciclone, da non confondere con il termine regionale per gli uragani nell'Oceano Indiano. La situazione opposta è l'anticiclone, una cella ad alta pressione. Il vento scorre verso l'esterno lungo un gradiente di pressione da un anticiclone, verso l'interno in un ciclone. Un uragano è un ciclone con un gradiente di pressione particolarmente grave, intensificato dalle calde acque oceaniche e dall'energia latente della condensazione.
Effetto di Coriolis
Se il pianeta fosse fermo, i venti si precipiterebbero in aree di bassa pressione frontalmente, cioè perpendicolari alle linee di pressione comuni chiamate isobare. La Terra, tuttavia, ruota e quella rotazione planetaria devia l'aria che soffia fuori dai percorsi rettilinei. Questo impatto rotazionale è chiamato effetto Coriolis. Nell'emisfero settentrionale, i venti sono deviati a destra; nell'emisfero australe, a sinistra. I venti superiori quindi si muovono a spirale attorno a un basso, approssimativamente parallelo alle isobare - in senso antiorario nell'emisfero settentrionale, in senso orario nel sud. L'effetto Coriolis è praticamente inesistente lungo l'equatore, quindi gli uragani, nonostante il loro habitat tropicale, non si formano a pochi gradi da quello ombelico globale, né lo attraversano: le cellule a bassa pressione sono direttamente "riempite" dall'aria in ingresso, senza il vortice ciclonico che aiuta a far nascere un uragano.
Impatti di attrito
Più vicino alla superficie terrestre, tuttavia, un'altra forza agisce per modificare il movimento dell'aria: l'attrito. I venti più bassi si trascinano contro la terra o l'acqua e quindi a spirale più strettamente intorno al basso - un effetto di solito visto entro un'altitudine di 5000 piedi. L'influenza può essere concettualizzata in termini di angoli. Se l'unica forza che determina il movimento dell'aria fosse il gradiente di pressione, il vento fluirebbe a 90 gradi in isobare; sotto l'influenza del solo effetto Coriolis, scorrerebbe a 0 gradi. L'attrito deforma l'angolo del vento sulle isobare da qualche parte tra 0 e 90 gradi.
Struttura dell'uragano
I venti più feroci di un uragano sono generalmente quelli che spirano strettamente e rapidamente verso l'alto intorno all'occhio. Queste sono le tempeste risucchiate dal gradiente di pressione e accelerate enormemente dalle isobare condensanti vicino al centro della bassa. Man mano che si rafforzano, i venti favoriscono l'evaporazione delle acque superficiali; mentre salgono verso l'alto, il vapore acqueo si condensa e rilascia enormi quantità di energia termica latente. Questo alimenta l'uragano e costruisce le torreggianti nubi temporalesche del muro dell'occhio, in cui si avvitano le bande di pioggia radiante del ciclone. Il violento eyewall si erge a decine di migliaia di piedi nel cielo mentre nell'occhio dell'uragano l'aria affonda lentamente, scoraggiando la formazione di nuvole e mantenendo le condizioni stranamente calme. L'aria gira verso l'alto nelle fasce antipioggia e nella parete oculare, quindi si sposta verso l'esterno dal centro.