Тропический циклон

Тропический циклон — это атмосферное возмущение, характеризующееся низким атмосферным давлением в центре, интенсивной циклонической циркуляцией воздушных масс (в Северном полушарии — против часовой стрелки, в Южном — по часовой) и мощной облачной системой, формирующееся над тёплой поверхностью океана в тропических и субтропических широтах. Тропические циклоны являются одними из самых разрушительных природных явлений, способных вызывать катастрофические ветры, ливневые дожди, нагонные волны и штормовые приливы.

Классификация и терминология

В зависимости от региона и интенсивности тропические циклоны имеют различные названия. В Атлантическом океане и северо-восточной части Тихого океана их называют ураганами (от имени майянского бога ветра Хуракана), в северо-западной части Тихого океана — тайфунами (от китайского «тай фын» — «великий ветер»), в Индийском океане и южной части Тихого океана — циклонами. В Австралии и Океании также используется термин «вилли-вилли».

Для оценки интенсивности тропических циклонов применяется несколько шкал. Наиболее известна шкала ураганов Саффира — Симпсона, разработанная в 1971 году. Она классифицирует ураганы по пяти категориям в зависимости от скорости ветра:

В Японии и других странах Азии используется шкала Японского метеорологического агентства, где тайфуны делятся на «сильные», «очень сильные» и «экстремально сильные». В России для оценки тропических циклонов применяется классификация, основанная на скорости ветра, сходная с международной.

Условия формирования

Тропические циклоны образуются только при определённом наборе условий. Основными факторами являются:

• Температура поверхности океана не ниже 26–27 °C на глубине до 50 метров. Тёплая вода обеспечивает испарение и передачу энергии в атмосферу.
• Наличие предварительного возмущения — области низкого давления, например, тропической волны или зоны конвергенции пассатов.
• Слабая вертикальная разность ветра (сдвиг ветра). Если ветры на разных высотах сильно различаются по направлению или скорости, циклон не может сформироваться.
• Достаточная сила Кориолиса — отклоняющая сила вращения Земли, необходимая для закручивания воздушных масс. Вблизи экватора (до 5° широты) она слишком мала, поэтому циклоны там не образуются.
• Высокая влажность в средней тропосфере — способствует конденсации и выделению скрытого тепла, которое питает циклон.

Формирование начинается с группы грозовых облаков, которые объединяются в мезомасштабную конвективную систему. При благоприятных условиях давление в центре падает, ветер усиливается, и образуется характерная спиральная структура облачности.

Строение и динамика

Тропический циклон имеет чёткую внутреннюю структуру, которая включает несколько ключевых элементов:

• Глаз бури — центральная область диаметром от 10 до 60 км, где наблюдается ясное небо, слабый ветер и самое низкое давление. Глаз окружён стеной облаков.
• Стена глаза — кольцо мощных кучево-дождевых облаков с максимальной скоростью ветра и самыми интенсивными осадками. Здесь происходит наиболее активное выделение тепла.
• Спиральные полосы дождя — изогнутые полосы облаков и осадков, которые закручиваются вокруг центра и могут простираться на сотни километров.
• Верхняя часть — на высоте 10–15 км формируется облачный «шлейф» из перистых облаков, который часто виден на спутниковых снимках как характерный «глаз» с облачным покровом.

Энергия циклона поддерживается за счёт тепла, выделяемого при конденсации водяного пара. Этот процесс называется «тепловой машиной»: тёплый влажный воздух поднимается, охлаждается, конденсируется, выделяет тепло, которое нагревает окружающий воздух и усиливает конвекцию. Давление в центре может падать до 870–880 гПа (миллибаров), что является рекордно низким для атмосферных образований.

Жизненный цикл

Тропический циклон проходит четыре стадии развития:

1. Тропическое возмущение — область низкого давления с неорганизованной грозовой активностью. Скорость ветра не превышает 30–40 км/ч.
2. Тропическая депрессия — усиление ветра до 50–60 км/ч, появление замкнутых изобар и спиральной структуры облачности.
3. Тропический шторм — ветер достигает 63–117 км/ч. Циклон получает имя (в Атлантике и восточной части Тихого океана — из списка, утверждённого Всемирной метеорологической организацией).
4. Тропический циклон (ураган/тайфун) — скорость ветра превышает 118 км/ч. Формируется глаз и стена глаза.

После выхода на сушу или перемещения над холодной водой циклон теряет источник энергии: конвекция ослабевает, глаз заполняется облаками, ветер стихает. Этот процесс называется затуханием или внетропической трансформацией, когда циклон превращается в обычный внетропический циклон умеренных широт. Средняя продолжительность жизни тропического циклона составляет от нескольких дней до двух-трёх недель.

География и сезонность

Тропические циклоны возникают в семи основных бассейнах: Атлантический океан (северная часть), восточная и западная части Тихого океана, северная и южная части Индийского океана, южная часть Тихого океана и Австралийский регион. В Атлантике сезон ураганов длится с 1 июня по 30 ноября, с пиком в августе–октябре. В северо-западной части Тихого океана тайфуны возможны круглый год, но наиболее активны с июля по октябрь. В южном полушарии сезон приходится на ноябрь–апрель.

Россия не относится к основным зонам зарождения тропических циклонов, однако их остатки (внетропические стадии) могут достигать Дальнего Востока, в частности Приморского края, Сахалина и Курильских островов, вызывая сильные дожди и штормовые ветры. Например, в 2019 году тайфун «Линлин» (Lingling) принёс значительные осадки в Приморье.

Воздействие и опасности

Тропические циклоны представляют угрозу для жизни и инфраструктуры. Основные поражающие факторы:

• Штормовой ветер — разрушает здания, линии электропередач, вырывает деревья. При категории 5 ветер способен срывать крыши и разрушать каркасные конструкции.
• Штормовой нагон (нагонная волна) — подъём уровня моря, вызванный ветром и низким давлением, который может достигать 6–10 метров и затоплять прибрежные территории. Это наиболее смертоносный аспект ураганов.
• Ливневые дожди — за сутки может выпасть до 500–1000 мм осадков, что приводит к наводнениям, оползням и селям.
• Смерчи — в облачной системе циклона часто возникают торнадо, усиливающие разрушения.

Исторические примеры: ураган «Катрина» (2005, США) — погибло около 1800 человек, ущерб более 100 млрд долларов; тайфун «Хайян» (2013, Филиппины) — более 6300 погибших, один из сильнейших в истории; циклон «Наргис» (2008, Мьянма) — около 138 000 жертв, вызванных в основном нагонной волной.

Прогнозирование и меры защиты

Современная метеорология позволяет прогнозировать траекторию и интенсивность тропических циклонов за 3–5 суток с высокой точностью. Используются спутниковые снимки, данные с самолётов-разведчиков (в США — «Охотники за ураганами»), радиолокаторы и численные модели атмосферы. Всемирная метеорологическая организация координирует систему предупреждений через региональные центры (например, Национальный центр ураганов в Майами, США; Японское метеорологическое агентство).

Меры защиты включают:

• Эвакуацию населения из зон риска (особенно прибрежных районов).
• Укрепление зданий (против ветра и наводнений).
• Строительство дамб и волнорезов.
• Создание запасов продовольствия, воды и медикаментов.
• Информирование населения через системы оповещения.

В России за прогнозирование тропических циклонов в акватории Тихого океана отвечает Гидрометцентр России и региональные управления Росгидромета.

Интересные факты

• Самый мощный тропический циклон по давлению — тайфун «Тип» (1979) с давлением 870 гПа в центре.
• Самый долгоживущий — ураган «Джон» (1994) в Тихом океане, существовавший 31 день.
• Тропические циклоны ежегодно переносят огромное количество тепла из тропиков в умеренные широты, играя роль в глобальной циркуляции атмосферы.
• В 2020 году в Атлантике было зафиксировано рекордное количество — 30 именных штормов, из которых 13 стали ураганами.

Источники

• Всемирная метеорологическая организация (WMO) — Tropical Cyclone Operational Plan.
• Национальный центр ураганов (NHC, США) — Hurricane Basics.
• Японское метеорологическое агентство (JMA) — Typhoon Information.
• Гидрометцентр России — Методические указания по прогнозированию тропических циклонов.
• Энциклопедия «Британника» — Tropical cyclone.
• Книга: «Атмосфера и погода» под ред. Р. Г. Замараева, 2018.