Het satellietportret van een orkaan is onmiskenbaar: een machtige draaikolk van torenhoge wolken, met een helder 'oog' als middelpunt. Deze gigantische, woeste stormen beginnen op lage breedtegraden, voortgestuwd door passaatwinden. De meeste van dergelijke tropische cyclonen vormen zich in verschillende broedgebieden in de westelijke en oostelijke noordelijke Stille Oceaan, de westelijke Atlantische Oceaan, de Indische Oceaan en de westelijke Stille Zuidzee. Samen met "orkaan" - hun naam in Noord- en Midden-Amerika - worden ze afwisselend tyfoons, baguios en cyclonen genoemd. De woeste spiraal van hun wind, die meer dan 240 kilometer per uur (150 mph) kan razen, komt voort uit een samenvloeiing van krachten.
Drukgradiëntkracht
Wind is de beweging van lucht van gebieden met een hogere naar een lagere atmosferische druk. Een lagedrukcel wordt een cycloon genoemd, niet te verwarren met de regionale term voor orkanen in de Indische Oceaan. De tegenovergestelde situatie is de anticycloon, een hogedrukcel. Wind stroomt naar buiten langs een drukgradiënt van een anticycloon, naar binnen in een cycloon. Een orkaan is een cycloon met een bijzonder sterke drukgradiënt, versterkt door warm oceaanwater en de latente energie van condensatie.
Coriolis effect
Als de planeet stil zou staan, zouden winden naar gebieden met lage druk stromen - dat wil zeggen, loodrecht op de lijnen van gemeenschappelijke druk die isobaren worden genoemd. De aarde draait echter, en die planetaire spin leidt de lucht van rechte lijnen af. Deze roterende impact wordt het Coriolis-effect genoemd. Op het noordelijk halfrond worden de winden naar rechts afgebogen; op het zuidelijk halfrond, naar links. Bovenwinden draaien dus rond een lage, ongeveer evenwijdig aan isobaren - tegen de klok in op het noordelijk halfrond, met de klok mee op het zuidelijk halfrond. Het Coriolis-effect bestaat vrijwel niet langs de evenaar, en daarom vormen orkanen, ondanks hun tropische habitat, niet binnen een paar graden daarvan globale middenrif, noch steken ze het over: lagedrukcellen daar worden direct "gevuld" door binnenkomende lucht, zonder de cyclonale werveling die helpt bij de geboorte van een orkaan.
Wrijvingseffecten
Dichter bij het aardoppervlak werkt echter een andere kracht om de luchtbeweging te wijzigen: wrijving. Lagere winden slepen tegen land of water en draaien dus strakker rond de lage wind - een effect dat gewoonlijk wordt waargenomen op een hoogte van 5.000 voet. De invloed kan worden geconceptualiseerd in termen van hoeken. Als de enige krachtbepalende luchtbeweging de drukgradiënt zou zijn, zou de wind 90 graden naar isobaren stromen; onder invloed van alleen het Coriolis-effect zou het bij 0 graden stromen. Wrijving vervormt de windhoek over isobaren tot ergens tussen 0 en 90 graden.
Orkaan structuur
De felste winden van een orkaan zijn over het algemeen die winden die strak en snel omhoog rond het oog draaien. Dit zijn de stormen die door de drukgradiënt worden aangezogen en enorm worden versneld door de condenserende isobaren nabij het midden van het laag. Naarmate ze sterker worden, stimuleren de winden de verdamping van oppervlaktewater; terwijl ze naar boven stromen, condenseert de waterdamp en geeft enorme hoeveelheden latente warmte-energie vrij. Dit voedt de orkaan en bouwt de torenhoge donderkoppen van de oogmuur op, waarin de uitstralende regenbanden van de cycloon de kurkentrekker zijn. De gewelddadige eyewall stijgt tienduizenden voeten de lucht in terwijl in het oog van de orkaan de lucht langzaam zakt, wolkenvorming ontmoedigd en de omstandigheden daar vreemd kalm houdt. Lucht die in de regenbanden en de oogwand naar boven wordt gesponnen, drijft vervolgens vanuit het midden naar buiten.