Ce cauzează spiralarea norilor unui uragan?

Portretul satelit al unui uragan este inconfundabil: un vârtej puternic de nori falnici, cu un „ochi” clar ca butuc. Aceste furtuni uriașe și sălbatice încep la latitudini joase, împinse de vânturile alizee. Majoritatea acestor cicloni tropicali se formează în zone de reproducere distincte din vestul și estul Pacificului de Nord, vestul Atlanticului, Oceanul Indian și vestul Pacificului de Sud. Împreună cu „uraganul” - numele lor în America de Nord și Centrală - ei sunt numiți în mod diferit tifoni, baguios și cicloni. Spirala feroce a vânturilor lor, care poate dura peste 240 de kilometri pe oră, derivă dintr-o confluență de forțe.

Vântul este mișcarea aerului din zonele cu presiune atmosferică mai mare până la cea mai mică. O celulă de joasă presiune se numește ciclon, care nu trebuie confundată cu termenul regional pentru uragane din Oceanul Indian. Situația opusă este anticiclonul, o celulă de înaltă presiune. Vântul curge spre exterior de-a lungul unui gradient de presiune de la un anticiclon, spre interior într-un ciclon. Un uragan este un ciclon cu un gradient de presiune deosebit de sever, intensificat de apele calde ale oceanului și de energia latentă a condensului.

Dacă planeta ar fi staționară, vânturile s-ar repezi în zonele cu presiune scăzută - adică perpendiculare pe liniile de presiune comună numite izobare. Cu toate acestea, Pământul se rotește și acel spin planetar deviază suflarea aerului de pe căile drepte. Acest impact de rotație se numește efect Coriolis. În emisfera nordică, vânturile sunt deviate spre dreapta; în emisfera sudică, spre stânga. Vânturile superioare se spiralează astfel în jurul unui nivel scăzut, aproximativ paralel cu izobarele - în sens invers acelor de ceasornic în emisfera nordică, în sensul acelor de ceasornic în sud. Efectul Coriolis este practic inexistent de-a lungul ecuatorului, astfel încât uraganele, în ciuda habitatului lor tropical, nu se formează la câteva grade globală, nici nu o traversează: celulele de joasă presiune sunt direct „umplute” de aerul care intră, fără vârtejul ciclonic care ajută la naștere uragan.

Cu toate acestea, mai aproape de suprafața Pământului, o altă forță acționează pentru a modifica mișcarea aerului: fricțiunea. Vânturile inferioare se trag pe uscat sau pe apă și, astfel, spiralează mai strâns în jurul valorii de jos - un efect observat de obicei la o altitudine de 5.000 de picioare. Influența poate fi conceptualizată în termeni de unghiuri. Dacă singura forță care determină mișcarea aerului ar fi gradientul de presiune, vântul ar curge la 90 de grade până la izobare; numai sub influența efectului Coriolis, acesta ar curge la 0 grade. Fricțiunea deformează unghiul vântului peste izobare până undeva între 0 și 90 de grade.

Cele mai puternice vânturi ale unui uragan sunt, în general, cele care spiralează strâns și rapid în sus în jurul ochiului. Acestea sunt furtunile absorbite în jos de gradientul de presiune și grăbite enorm de izobarele de condensare în apropierea centrului de jos. Pe măsură ce se întăresc, vânturile stimulează evaporarea apelor de suprafață; pe măsură ce cresc în sus, vaporii de apă se condensează și eliberează cantități masive de energie termică latentă. Acest lucru alimentează uraganul și construiește tunetele falnice ale peretelui ocular, în care se înșurubează benzile de ploaie radiante ale ciclonului. Peretele violent al ochiului montează zeci de mii de picioare în cer, în timp ce în ochiul uraganului se scufundă încet, descurajând formarea norilor și menținând condițiile acolo ciudat de calme. Aerul se învârtea în sus în bandele de ploaie și peretele ocular, apoi se îndreaptă spre exterior din centru.