Стена глаза

Стена глаза — это вертикальная или почти вертикальная область мощных кучево-дождевых облаков, окружающая глаз тропического циклона (тайфуна, урагана или циклона). Стена глаза является наиболее опасной частью тропического циклона, где наблюдаются самые сильные ветры, максимальная интенсивность осадков и наиболее выраженные восходящие потоки воздуха. Она представляет собой кольцо глубокой конвекции, которое отделяет спокойный и ясный центр (глаз) от остальной части циклона.

Структура и характеристики

Стена глаза формируется в результате центробежного оттока воздуха от центра циклона и его подъёма вверх по спирали. Влажный воздух, поднимаясь, конденсируется, выделяя огромное количество скрытой теплоты, что дополнительно усиливает конвекцию и поддерживает циклоническую циркуляцию. Ключевые характеристики стены глаза:

• Мощность: Высота стены глаза может достигать 15–18 километров, проникая в тропопаузу. Внутри стены облака содержат огромное количество переохлаждённой воды и кристаллов льда.
• Диаметр: Толщина стены глаза варьируется от нескольких километров до нескольких десятков километров. Внутренний диаметр стены глаза совпадает с диаметром глаза, который может составлять от 10 до 100 км.
• Скорость ветра: Максимальные скорости ветра в тропическом циклоне регистрируются именно в стене глаза. Они могут превышать 300 км/ч (в ураганах 5-й категории по шкале Саффира — Симпсона). Ветры здесь имеют не только тангенциальную (вращательную) составляющую, но и значительную радиальную (направленную к центру) компоненту.
• Осадки: В стене глаза выпадают самые интенсивные ливни, часто сопровождающиеся грозами и градом. Количество осадков может достигать 100–200 мм в час.
• Турбулентность: Внутри стены глаза наблюдаются чрезвычайно сильные восходящие и нисходящие потоки, вызывающие жестокую болтанку. Это делает полёт через стену глаза крайне опасным, хотя и необходимым для исследовательских самолётов.

Цикл замены стены глаза

Одним из важнейших процессов в эволюции тропического циклона является цикл замены стены глаза (или цикл замены глазной стенки). Этот процесс характерен для мощных, зрелых ураганов и тайфунов. Он происходит следующим образом:

1. Формирование внешнего кольца: На некотором расстоянии от существующей стены глаза (обычно в 1,5–2 раза дальше от центра) начинает формироваться новое, внешнее кольцо мощной конвекции. Оно имеет вид концентрического облачного вала.
2. Конкуренция: Внешняя стена начинает «отбирать» влагу и энергию у внутренней. Внутренняя стена глаза ослабевает, её конвекция становится менее интенсивной, а ветры — менее сильными.
3. Разрушение внутренней стены: Внешнее кольцо сжимается, а внутреннее разрушается. Глаз циклона становится более широким, но менее чётким. В этот момент максимальная интенсивность урагана временно снижается.
4. Завершение цикла: Внешняя стена глаза становится новой основной стеной. Циклон снова может усилиться, но его глаз становится шире, а ветры — более равномерно распределёнными по радиусу.

Цикл замены стены глаза может повторяться несколько раз за время жизни урагана. Он часто приводит к резким колебаниям интенсивности, что затрудняет прогнозирование. Например, ураган «Майкл» (2018) в США прошёл через такой цикл, что привело к его внезапному и катастрофическому усилению непосредственно перед выходом на побережье.

Влияние на погоду

При прохождении стены глаза над какой-либо территорией наблюдаются следующие явления:

• Резкое падение давления: В момент прохождения стены глаза атмосферное давление падает до минимальных значений (внутри глаза оно затем резко возрастает).
• Шквальный ветер: Ветер усиливается до ураганной силы, часто с порывами, срывающими крыши, валящими деревья и линии электропередач.
• Проливные дожди: Осадки становятся экстремальными, вызывая внезапные наводнения.
• Штормовой нагон: В прибрежных районах стена глаза вызывает наибольший подъём уровня моря (штормовой нагон), так как ветер гонит воду на берег с максимальной силой. Именно в зоне стены глаза происходит наибольшее количество разрушений и жертв.

Исследования и наблюдения

Изучение стены глаза является одной из главных задач тропической метеорологии. Основные методы исследования:

• Авиаразведка: Специализированные самолёты (например, «Охотники за ураганами» ВВС США и Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA)) пролетают через стену глаза на малых высотах (около 3 км), сбрасывая дропзонды — приборы, измеряющие давление, температуру, влажность и ветер по мере падения.
• Спутниковые наблюдения: Геостационарные и полярно-орбитальные спутники позволяют отслеживать структуру стены глаза, её изменения и движение в режиме реального времени.
• Радиолокаторы: Наземные метеорологические радары (в том числе доплеровские) могут детально визуализировать структуру стены глаза, особенно когда ураган приближается к побережью.

Опасность и защита

Стена глаза представляет собой зону наибольшей опасности. Нахождение в ней в открытом море или на суше смертельно опасно. Для защиты населения при приближении урагана объявляется обязательная эвакуация из прибрежных зон и районов, где ожидается прохождение стены глаза. Все здания должны быть укреплены, а люди — находиться в укрытиях. Попытки переждать ураган в автомобиле или лёгком строении в зоне стены глаза крайне опасны.

Источники

1. The Hurricane. R. A. Simpson, H. Riehl. 1981.
2. Tropical Cyclones: Their Evolution, Structure and Effects. E. Palmen, C. W. Newton. 1969.
3. A Global View of Tropical Cyclones. Ed. R. L. Elsberry. 1987.
4. Hurricanes: Their Nature and Impacts on Society. R. A. Pielke Jr., R. A. Pielke Sr. 1997.
5. Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate, and the Environment. C. D. Ahrens, P. L. Jackson. 2018.