Все циклоны имеют одинаковое строение. Центральную часть циклона, обладающую наиболее низким давлением, слабой облачностью и слабыми ветрами, обычно называют «глазом циклона» (бури, урагана). Внешняя часть циклона — стена циклона — имеет максимальное давление и скорость вращения воздушных масс. Размеры «глаза» — 20—30 км. Чем ярче выражен «глаз урагана», тем меньше облачность в нем и выше температура (приблизительно на 10—12 °С) в сравнении с температурой окружающего ветра, тем ураган более свирепый.
Смерч (в США — торнадо) — это тоже вихревое образование, но гораздо меньшее по размерам, чем циклон. Зато смерч обладает значительно большими скоростями ветра. Зона пониженного давления в его центре выражена намного резче (иногда фантастически резко), чем у циклона. Однажды там, где прошел смерч, была найдена курица, ощипанная только с одной стороны. Это свидетельство того, что на расстоянии всего нескольких сантиметров давление менялось от чрезвычайно низкого до обычного. Низкое давление в некоторых областях смерча было гораздо меньше, чем в воздушных пузырьках, находящихся у основания куриных перьев, и воздух этих пузырьков просто выталкивал перья наружу.
Циклоны Атлантического океана обычно называют ураганами, а тропические циклоны западной части Тихого океана — тайфунами.
Зона действия тропических ураганов имеет ширину от 20 до 200 км и более. Внетропические ураганы характеризуются значительно большей шириной их действия, которая может составлять несколько тысяч километров.
Продолжительность урагана в среднем достигает 9—12 суток.
Примерная схема зарождения тропического урагана такова. Главное для возникновения урагана — это появление в атмосфере области низкого давления. В тропиках массы воздуха сильно нагреты и насыщены водяными парами. Вследствие этого возникают мощные восходящие потоки воздуха, которые приводят к падению давления в этой области. Потоки воздуха сразу же устремляются в область низкого давления. Условно процесс возникновения тропического урагана вы можете понаблюдать в своей ванне. Когда вода выливается из ванны через сливное отверстие, образуется водоворот.
Примерно то же самое происходит и с воздухом, который устремляется в область пониженного давления. Из-за вращения Земли вокруг собственной оси ветры в урагане направлены не к его центру, а по касательной к окружности, описанной вокруг этого центра.
Области пониженного давления, а соответственно и циклоны, появляются и во внетропических областях в местах встречи теплого и холодного воздуха. Холодный воздух более тяжелый и он как бы «подползает» под более легкий теплый воздух. Теплый воздух поднимается вверх, и это создает зону пониженного давления, куда и устремляется окружающий воздух. Под влиянием суточного вращения Земли этот воздух закручивается в Северном полушарии против часовой стрелки, а в Южном — по часовой стрелке.
Зарождение ураганов представляет собой очень сложный и еще недостаточно изученный физический процесс, который до сих пор задает ученым множество вопросов.
Возникают ураганы в любое время года, но по территории России они чаше проходят летом. Сроки их прохождения имеют определенную цикличность, что помогает более точному их прогнозированию.
Для удобства контроля за движением ураганов и во избежание ошибок при передаче информации синоптики присваивают им короткие, легко запоминающиеся имена или используют четырехзначную нумерацию.
Вид урагана из космоса. Ураган «Катрина» (2005)
3.3. Поражающие факторы и последствия ураганов, бурь и смерчей
Ураганы, бури и смерчи относятся к числу наиболее разрушительных явлений природы. Они часто приводят к человеческим жертвам, наносят огромный экономический ущерб, являются причиной значительных разрушений и повреждений.
Некоторые факты
В 1970 году тропический ураган, пронёсшийся над Бенгальским заливом, затопил густонаселенные острова, а на побережье материка вода поднялась на несколько метров. Эта катастрофа, унёсшая несколько сотен тысяч человеческих жизней, — одна из наиболее крупных мировых катастроф.
Основным первичным поражающим фактором, определяющим разрушающее действие ураганов, бурь и смерчей, является скоростной напор воздушных масс. Ураганный ветер на своем пути срывает крыши домов, обрывает воздушные линии связи, опоры и линии электропередачи, разрушает легкие постройки. После прохождения урагана возникают массовые повалы деревьев, опустошаются поля, гибнет урожай на значительных площадях (см. фото на с. 43—45).
Такие разрушения связаны с действием стремительно вращающегося воздуха и резким подъемом воздушных масс вверх. В результате этих явлений от земли могут отрываться и переноситься на большие расстояния автомобили, легкие дома, крыши зданий, животные и люди, большое количество предметов, воды и грунта. Все это дополняет разрушительную силу урагана.
На заметку
О силе некоторых ураганов можно судить по такому сравнению: ядерный взрыв, произведенный в море, может поднять в воздух 10 млн тонн воды. Ураган, прошедший по острову Пуэрто-Рико, обрушил на землю массу воды весом 2,5 млрд тонн.
Наряду с первичными поражающими факторами ураганы влекут за собой возникновение вторичных поражающих факторов. Это могут быть такие опасные природные явления, как оползни, сели, обвалы и чаще всего — наводнения. Так, проходя над океаном, ураганы формируют мощные облака, являющиеся источником катастрофических ливней, которые вызывают наводнения не только в прибрежных районах, но и на значительных территориях континента. Из параграфа «Наводнения» мы уже знаем, что сильный ветер — причина возникновения нагонных наводнений.
Некоторые факты
Ураган с нежным женским именем «Ольга», пронёсшийся над Юго-Восточной Азией в августе 1999 г., привёл к многочисленным жертвам и миллиардным убыткам сразу в нескольких странах:
✓ в Китае вышла из берегов река Янцзы, начались паводки в верховьях реки Хуанхэ. Наводнение затронуло 23 провинции. Погибло более 700 человек; было эвакуировано почти 5 млн жителей, вода и грязевые потоки сравняли с землей целые деревни;
✓ на Филиппинах пострадала столица страны Манила и прилегающие к ней районы. Оползень снес целый микрорайон столицы с полусотней жилых домов, более 100 человек погибли, почти 100 тыс. остались без крова;
✓ сотни людей погибли на Корейском полуострове. В северокорейской провинции Кэсон за 2 дня выпало почти 2 м осадков. Под водой оказались тысячи гектаров плодородной земли;
✓ сообщения о жертвах тайфуна и наводнениях приходили из Вьетнама, где погибло около 30 человек и 10 тыс. домов разрушены, Таиланда, там погибли 8 человек. Тайфун задел и Камбоджу...
Распространенными вторичными поражающими факторами ураганов являются пожары, возникающие в результате аварий в системах электроснабжения, утечки легковоспламеняющихся веществ, нарушения локализации источников огня на производстве и в быту.
Бури (штормы), имеющие более низкие скорости ветра, приводят к гораздо меньшим прямым разрушительным последствиям. Однако если они сопровождаются переносом песка, пыли или снега, то возможен значительный ущерб сельскому хозяйству, транспортным артериям и другим отраслям экономики.
Смерчи, соприкасаясь с поверхностью земли, вызывают такие же разрушения, как сильные ураганы, но на значительно меньших площадях. По силе и площади разрушений крупный долгоживущий смерч сравним с атомной бомбой. Главное «оружие» смерча — огромная скорость вращения его стенок (до 115 м/с или 420 км/ч). Второе «оружие» — перепад давления, от нормального с внешней стороны до почти в 2 раза более низкого внутри него, и это на расстоянии в несколько метров, которыми измеряется толщина стены смерча.
Удар смерча (давление — до десятков тонн на 1 м2) способен разрушить капитальные строения; перепад давления вызывает «взрывы» зданий, к которым прикасается смерч; восходящий поток воздуха способен поднять и перенести на значительные расстояния частицы почвы, а также людей, животных, автомашины, деревья. Последующая «бомбардировка» поднятыми смерчем предметами опасна и для прочных крыш.
Даже небольшие щепки, птичьи перья и тонкие стебли растений, приобретая огромные скорости, становятся крайне опасными для человека. Отмечены случаи, когда стволы деревьев протыкались щепками, набравшими невиданные скорости.
