อะไรทำให้เมฆของพายุเฮอริเคนกลายเป็นเกลียว

ภาพถ่ายดาวเทียมของพายุเฮอริเคนนั้นไม่มีข้อผิดพลาด: กระแสน้ำวนอันยิ่งใหญ่ของเมฆสูงตระหง่าน โดยมี “ตา” ที่ชัดเจนเป็นศูนย์กลาง พายุดุร้ายขนาดมหึมาเหล่านี้เริ่มต้นที่ละติจูดต่ำ พัดไปตามลมค้าขาย พายุหมุนเขตร้อนดังกล่าวส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในพื้นที่เพาะพันธุ์ที่แตกต่างกันในแปซิฟิกเหนือและตะวันตกเฉียงเหนือ มหาสมุทรแอตแลนติกตะวันตก มหาสมุทรอินเดีย และแปซิฟิกใต้ทางตะวันตก ควบคู่ไปกับ "เฮอริเคน" ซึ่งเป็นชื่อในอเมริกาเหนือและอเมริกากลาง เรียกอีกอย่างว่าพายุไต้ฝุ่น บาเกียว และพายุไซโคลน เกลียวคลื่นอันรุนแรงของลมซึ่งพัดแรงเกินกว่า 240 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (150 ไมล์ต่อชั่วโมง) เกิดขึ้นจากการบรรจบกันของกองกำลัง

ลม คือ การเคลื่อนตัวของอากาศจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปสู่ความกดอากาศต่ำ เซลล์ความกดอากาศต่ำเรียกว่าพายุไซโคลน เพื่อไม่ให้สับสนกับคำศัพท์ระดับภูมิภาคสำหรับพายุเฮอริเคนในมหาสมุทรอินเดีย สถานการณ์ตรงกันข้ามคือแอนติไซโคลน ซึ่งเป็นเซลล์แรงดันสูง ลมไหลออกด้านนอกตามระดับความกดอากาศจากแอนติไซโคลน เข้าด้านในเป็นพายุไซโคลน พายุเฮอริเคนเป็นพายุไซโคลนที่มีการไล่ระดับความกดอากาศรุนแรงเป็นพิเศษ รุนแรงขึ้นด้วยน้ำทะเลอุ่นๆ และพลังงานแฝงของการควบแน่น

หากดาวเคราะห์หยุดนิ่ง ลมจะพัดเข้าสู่บริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ นั่นคือ ตั้งฉากกับแนวความดันทั่วไปที่เรียกว่าไอโซบาร์ อย่างไรก็ตาม โลกหมุนรอบ และการหมุนของดาวเคราะห์นั้นเปลี่ยนทิศทางลมที่พัดออกจากเส้นทางเส้นตรง ผลกระทบจากการหมุนนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์โคริโอลิส ในซีกโลกเหนือ ลมจะเบี่ยงไปทางขวา ในซีกโลกใต้ไปทางซ้าย ลมบนจึงหมุนวนรอบระดับต่ำขนานกับไอโซบาร์อย่างคร่าว ๆ - ทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือ ตามเข็มนาฬิกาในภาคใต้ ผลกระทบโคริโอลิสแทบไม่มีอยู่เลยตามเส้นศูนย์สูตร ดังนั้นพายุเฮอริเคนถึงแม้จะอยู่อาศัยในเขตร้อนชื้น ก็ไม่ก่อตัวขึ้นภายในสองสามองศา กระบังลมส่วนกลางและไม่ได้ข้าม: เซลล์แรงดันต่ำจะถูก "เติม" โดยตรงโดยอากาศที่เข้ามาโดยไม่มีการหมุนวนแบบไซโคลนที่ช่วยทำให้เกิด พายุเฮอริเคน

ใกล้พื้นผิวโลกมากขึ้น อย่างไรก็ตาม แรงอีกชนิดหนึ่งทำหน้าที่ปรับเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของอากาศ นั่นคือ การเสียดสี ลมตอนล่างลากปะทะพื้นดินหรือน้ำ และหมุนวนแน่นขึ้นรอบบริเวณที่ต่ำ ซึ่งมักเห็นผลภายในระดับความสูง 5,000 ฟุต อิทธิพลสามารถกำหนดแนวคิดได้ในแง่ของมุม ถ้าแรงอย่างเดียวที่กำหนดการเคลื่อนที่ของอากาศคือความลาดชันของความดัน ลมจะไหลที่ 90 องศาถึงไอโซบาร์ ภายใต้อิทธิพลของ Coriolis effect เพียงอย่างเดียว มันจะไหลที่ 0 องศา ความเสียดทานจะทำให้มุมของลมบิดเบี้ยวเหนือไอโซบาร์ไปอยู่ที่ใดที่หนึ่งระหว่าง 0 ถึง 90 องศา

ลมพายุที่รุนแรงที่สุดของพายุเฮอริเคนโดยทั่วไปจะหมุนวนอย่างรวดเร็วและขึ้นรอบดวงตา สิ่งเหล่านี้คือพายุที่ถูกดูดเข้าไปในระดับความดันและเร่งอย่างมากโดยไอโซบาร์ที่ควบแน่นใกล้กับศูนย์กลางของระดับต่ำ ลมจะเร่งการระเหยของน้ำผิวดิน ไอน้ำจะควบแน่นและปล่อยพลังงานความร้อนแฝงจำนวนมหาศาลออกมา สิ่งนี้เป็นเชื้อเพลิงให้กับพายุเฮอริเคนและสร้างหัวฟ้าร้องสูงตระหง่านของ eyewall ซึ่งพายุหมุนเกลียวฝนที่แผ่รังสีของพายุไซโคลน ผนังตาที่รุนแรงสูงหลายหมื่นฟุตขึ้นไปบนท้องฟ้า ขณะที่ในดวงตาของพายุเฮอริเคนอากาศค่อย ๆ จมลง กีดกันการก่อตัวของเมฆและรักษาสภาพที่นั่นให้สงบอย่างน่าประหลาด อากาศหมุนตัวขึ้นไปในผ้าบังฝนและผนังตาแล้วลอยออกจากศูนย์กลาง