Vad orsakar molnen i en orkan till spiral?

Satellitporträttet av en orkan är omisskännligt: ​​en mäktig virvel av höga moln, med ett tydligt ”öga” som nav. Dessa gigantiska, vilda stormar börjar vid låga breddgrader, skjutna med av passatvindar. De flesta sådana tropiska cykloner bildas i distinkta häckningsområden i västra och östra norra Stilla havet, västra Atlanten, Indiska oceanen och västra södra Stilla havet. Tillsammans med "orkanen" - deras namn i Nord- och Centralamerika - kallas de olika tyfoner, baguier och cykloner. Vindarnas grymma spiral, som kan rasa längre än 240 kilometer i timmen (150 mph), härrör från en sammanflöde av krafter.

Vind är luftens rörelse från områden med högre till lägre atmosfärstryck. En lågtryckscell kallas en cyklon, för att inte förväxlas med den regionala termen för orkaner i Indiska oceanen. Den motsatta situationen är anticyklon, en högtryckscell. Vind strömmar utåt längs en tryckgradient från en anticyklon, inåt i en cyklon. En orkan är en cyklon med en särskilt svår tryckgradient, intensifierad av varma havsvatten och kondensens latenta energi.

Om planeten stod stilla skulle vindar rusa in i områden med lågt tryck på huvudet - det vill säga vinkelrätt mot de vanliga trycklinjer som kallas isobar. Jorden roterar emellertid och den planetariska centrifugeringen avleder blåser luft från raka linjer. Denna rotationspåverkan kallas Coriolis-effekten. På norra halvklotet avböjs vindar åt höger; på södra halvklotet, till vänster. Övre vindar spiralerar därmed runt en låg, ungefär parallell med isobar - moturs på norra halvklotet, medurs i södra delen. Coriolis-effekten är praktiskt taget obefintlig längs ekvatorn, så orkaner, trots deras tropiska livsmiljö, bildas inte inom några grader av det global midriff, inte heller korsar de den: Lågtrycksceller där ”fylls” direkt av inkommande luft, utan den cykloniska virvlingen som hjälper orkan.

Närmare jordytan verkar dock en annan kraft för att modifiera luftrörelser: friktion. Lägre vindar drar mot land eller vatten och spiraler därmed tätare runt det låga - en effekt som vanligtvis ses inom en höjd av 5000 fot. Inflytandet kan konceptualiseras i termer av vinklar. Om den enda kraften som bestämde luftrörelsen var tryckgradienten, skulle vinden flöda 90 grader till isobar; under påverkan av Coriolis-effekten ensam skulle den flöda vid 0 grader. Friktion vrider vindvinkeln över isobar till någonstans mellan 0 och 90 grader.

Orkanens hårdaste vindar är i allmänhet de som sträcker sig snabbt och snabbt uppåt runt ögat. Det här är kularna som sugs ner i tryckgradienten och skyndade enormt av de kondenserande isobarna nära centrum av det låga. När de stärks ökar vindarna avdunstningen av ytvattnet. när de stiger uppåt kondenserar vattenångan och släpper ut stora mängder latent värmeenergi. Detta bränner orkanen och bygger ögonväggens höga åskhuvuden, i vilka cyklons utstrålande regnbands korkskruv. Den våldsamma ögonväggen monteras tiotusentals meter in i himlen medan orkanens luft sakta sjunker, avskräcker molnbildning och håller förhållandena där underligt lugna. Luft snurrat uppåt i regnbanden och ögonväggen driver sedan utåt från centrum.