Спутниковый портрет урагана безошибочен: могучий вихрь высоких облаков с ясным «глазом» в качестве центра. Эти гигантские свирепые бури начинаются в низких широтах, подгоняемые пассатами. Большинство таких тропических циклонов образуются в отдельных нерестилищах в западной и восточной частях северной части Тихого океана, западной Атлантике, Индийском океане и западной части южной части Тихого океана. Наряду с «ураганом» - их названием в Северной и Центральной Америке - их по-разному называют тайфунами, багуями и циклонами. Свирепая спираль их ветров, которая может бушевать со скоростью более 240 километров в час (150 миль в час), является результатом слияния сил.
Сила градиента давления
Ветер - это движение воздуха от областей с более высоким атмосферным давлением к более низким. Ячейку низкого давления называют циклоном, не путать с региональным термином, обозначающим ураганы в Индийском океане. Противоположная ситуация - антициклон, ячейка высокого давления. Ветер течет наружу по градиенту давления от антициклона, внутрь по циклону. Ураган - это циклон с особенно сильным градиентом давления, усиленный теплыми океанскими водами и скрытой энергией конденсации.
Эффект Кориолиса
Если бы планета была неподвижной, ветры устремились бы в области с низким напором, то есть перпендикулярно линиям общего давления, называемым изобарами. Земля, однако, вращается, и это вращение планеты уводит поток воздуха с прямолинейных траекторий. Это вращательное воздействие называется эффектом Кориолиса. В Северном полушарии ветры отклоняются вправо; в Южном полушарии, слева. Таким образом, верхние ветры вращаются по спирали вокруг низких, примерно параллельных изобарам - против часовой стрелки в северном полушарии, по часовой стрелке в южном. Эффект Кориолиса практически отсутствует вдоль экватора, и поэтому ураганы, несмотря на их тропическую среду обитания, не образуются в пределах нескольких градусов от него. глобальный живот, и они не пересекают его: ячейки низкого давления там непосредственно «заполняются» поступающим воздухом, без циклонических вихрей, которые помогают рождению ураган.
Удары трения
Однако ближе к поверхности Земли действует другая сила, изменяющая движение воздуха: трение. Более низкие ветры тянутся о землю или воду и, таким образом, более плотно закручиваются вокруг низины - эффект, обычно наблюдаемый на высоте 5000 футов. Влияние можно концептуализировать с точки зрения углов. Если бы единственной силой, определяющей движение воздуха, был градиент давления, ветер тек бы под углом 90 градусов к изобарам; под действием одного только эффекта Кориолиса он будет течь при 0 градусах. Трение искривляет угол ветра над изобарами примерно до значения от 0 до 90 градусов.
Структура урагана
Сильнейшие ветры урагана - это, как правило, те, которые стремительно и плотно поднимаются вверх вокруг глаз. Это штормы, засасываемые градиентом давления и чрезвычайно ускоряемые изобарами конденсации около центра впадины. По мере того, как они усиливаются, ветры ускоряют испарение поверхностных вод; когда они поднимаются вверх, водяной пар конденсируется и выделяет огромное количество скрытой тепловой энергии. Это подпитывает ураган и создает высокие громы в стене глаз, в которые врезаются излучающие дождевые полосы циклона. Неистовая стена глаз поднимается на десятки тысяч футов в небо, в то время как в глазах урагана воздух медленно опускается, препятствуя образованию облаков и сохраняя там странно спокойные условия. Воздух закручивался вверх в дождевиках и стенках глаз, а затем уносился наружу из центра.