Взаимодействие циклонов

Когда два циклона приближаются друг к другу, их центры циркуляции начинают вращаться вокруг общего центра. При этом два циклона приближаются друг к другу и в конце концов сливаются. Если циклоны разного размера, больший будет доминировать в этом взаимодействии, а меньший будет вращаться вокруг него. Этот эффект носит название эффекта Фудзивары, в честь японского метеоролога Сакухея Фудзивары^[51].

Рассеяние]

Атлантический тропический шторм Франклин 2005 года — пример тропического циклона со значительным градиентом ветра.

Тропический циклон может потерять свои характеристики несколькими путями. Один из этих путей — движение над сушей, что отрезает его от необходимого для питания источника теплой воды, вследствие этого тропический циклон быстро теряет силу^[52]. Большинство сильных тропических циклонов теряют свою силу и превращаются в неорганизованную зону низкого давления через день, иногда два дня, или же превращаются во внетропические циклоны. Иногда тропический циклон может восстановиться, если ему удастся вновь попасть в теплые океанские воды, как это случилось с ураганом Иван. Если тропический циклон пройдет над горами даже в течение короткого времени, его ослабление существенно ускорится^[53]. Много жертв от тропических циклонов случается именно в горных районах, поскольку тропический циклон, что быстро теряет силу, высвобождает огромное количество дождевой воды^[54], что приводит к разрушительным наводнениям и оползням, как это случилось с ураганом Митч в 1998 году^[55]. Кроме того, тропический циклон будет терять силу, если он находится в одном районе слишком долго, поскольку из-за интенсивного испарения и перемешивания слоя воды толщиной до 60 м, приповерхностная температура может упасть на величину порядка 5 °C^[56], а без теплого приповерхностного слоя воды тропический циклон не может выжить.

Тропический циклон также может рассеяться, если он попадет на новый участок моря, температура которого ниже 26,5 °C. Такой тропический циклон потеряет свои тропические характеристики (то есть грозовой круг вокруг центра и теплое ядро) и превратится в остаточную зону низкого давления, что может существовать в течение нескольких дней. Этот механизм рассеяния является главным на северо-востоке Тихого океана^[57].

Ослабление или рассеивание тропического циклона также может случиться вследствие сильного вертикального градиента ветра, что сдвигает ось конвекционной тепловой машины и нарушает её работу^[58].

В результате взаимодействия с западными ветрами умеренных широт и более характерными для умеренных районов атмосферными фронтами, тропический циклон может превратиться во внетропический, подобная трансформация обычно занимает 1-3 дня^[59]. Внетропические циклоны обычно характеризуются более высоким давлением внутри и слабыми ветрами^[2]. Однако даже если тропический циклон «рассеялся» или превратился во внетропический, скорость ветров в нём всё ещё может быть штормовой, а иногда даже и ураганной, а количество осадков может составить более 10 см. Очень интенсивные внетропические циклоны, образованные из тропических, периодически угрожают западному побережью Северной Америки, а в отдельных случаях и Европе; примером таких штормов был ураган Айрис 1995 года^[60].

Также тропический циклон может слиться с другой зоной низкого давления. Такой процесс увеличивает эту зону низкого давления, хотя она может уже не быть тропическим циклоном^[58]. Исследования 2000-х гг. также привели к гипотезе, что к ослаблению и рассеиванию тропического циклона может привести большое количество пыли в атмосфере^[61].

Эффект]

За последние два века тропические циклоны привели к гибели 1,9 млн человек в мире вследствие своего прямого эффекта. Кроме прямого эффекта на жилые дома и экономические объекты, тропические циклоны разрушают объекты инфраструктуры, включая дороги, мосты, линии электропередач, чем наносят огромный экономический ущерб пораженным районам^[62][63]. Определенный негативный эффект от тропических циклонов проявляется уже в море, поскольку они вызывают сильные волны, прекращают мореходство и иногда приводят к кораблекрушениям^[64].

Ветер]

Ветровые разрушения от урагана Катринав городе Галфпорт, Миссисипи.

Прямым эффектом от тропических циклонов на суше являются штормовые ветры, способные уничтожать автомобили, здания, мосты и другие искусственные сооружения. Время, в течение которого определенное место остается под действием циклона, зависит как от размеров циклона, так и от скорости его движения, обычно это время составляет несколько часов. Сильнейшие постоянные ветры в пределах циклона обычно локализованы в центре его передней части и для сильных тропических циклонов превышают 70 м/с. За время прохождения тропического циклона могут быть повреждены или разрушены даже хорошо построенные капитальные здания. Минимальная скорость ветра, при которой тропический циклон считается ураганом, составляет около 28 м/с, ветер такой силы создаёт давление на вертикальную стену в 718 Па, а более типичные для ураганов ветры скоростью 55 м/с — давление в 3734 Па. Таким образом, здания с большой площадью стен испытывают во время прохождения тропического циклона действие огромной силы, особенно если их стены крупнейшей площади ориентированы перпендикулярно ветру^[2].

Кроме сильных постоянных ветров, в момент выхода на сушу для тропических циклонов также характерны особенно сильные локализованные ветры и порывы ветра. Хотя трение о поверхность земли уменьшает скорость ветра, оно значительно увеличивает турбулентность движения воздуха, часто приводя к спуску наиболее быстрых высотных воздушных потоков до уровня поверхности. Другой механизм возникновения порывов в пределах тропического циклона подобен механизму микропорывов, характерных для нециклонных гроз. Ветер в пределах таких порывов часто направлен против направления ветра на близлежащих участках, но в случае совпадения направлений обоих, его скорость может достигать около 100 м/с^[2].

Штормовой прилив]

Штормовой прилив в городе Галвестон, Техас, после прохождения урагана Рита в2005 году.

Худшим по количеству жертв эффектом от тропических циклонов исторически был штормовой прилив, то есть поднятие уровня моря под действием циклона, что в среднем приводит примерно к 90 % жертв^[65]. Штормовой прилив вызывается в первую очередь трением воздуха о поверхность воды и может достигать свыше 6 м, иногда затапливая большие прибрежные территории. Этот механизм нагона воды особенно эффективен в мелких заливах и устьях рек. Например, крупнейший по числу жертв в истории циклон Бхола в 1970 году привел к гибели 300—500 тыс. человек в Восточном Пакистане из-за 9-метрового штормового прилива и затопления островов мелкой дельты Ганга. У циклонов Северного полушария максимальный штормовой прилив случается в переднем правом секторе циклона, у циклонов Южного — в переднем левом. К трению ветра также прилагается увеличение уровня воды под действием низкого атмосферного давления циклона, что поднимает его уровень ещё примерно на 1 м. Если же циклон выходит на сушу во время прилива, эти эффекты накладываются друг на друга, приводя к наиболее разрушительным последствиям^[2].

Смерчи]

Широкая вихревая картина тропического циклона и возникновение сильного вертикального градиента ветра вследствие трения о поверхность земли вызывает смерчи. Смерчи также могут возникать вследствие мезовихрей стены глаза, структур тропического циклона относительно небольшого масштаба, образующихся после его выхода на сушу^[66].

Ливни]

Вызванный ураганом Митч оползень в городе Тегусигальпа, Гондурас.

Т

ропические циклоны всегда ассоциируются со значительными количествами атмосферных осадков, в первую очередь в районе стены глаза и дождевых полос циклона. Обычно количество осадков составляет несколько сантиметров в час, со вспышками значительно большего уровня. Общие количества осадков за время прохождения циклона в 500—1000 мм дождя не являются необычными. Такие количества осадков очень легко переполняют дождевую канализацию и приводят к наводнениям. Вызванные дождями наводнения особенно опасны в горных районах, как из-за увеличения количества осадков вследствие поднятия воздуха, так и, особенно, из-за концентрации дождевых потоков вдоль оврагов и устьев рек, как это случилось во время прохождения ураганом Митч территории Гондураса в 1998 году.

Другим источником ливневых дождей, не связанным со стеной глаза, является выпадение воды из облаков высотного покрова циклона, что случается в случае попадания этих облаков в зону низкого давления более высоких широт. Например, в результате такого эффекта, остаткам восточнотихоокеанского урагана Октав удалось проникнуть в пустынные районы Аризоны, где количество осадков за три дня составило более 200 мм, почти годовую норму осадков для этих районов^[2].

Значительные ливни и штормовые приливы также часто приводят к возникновению участков стоячей воды, что при условиях тропического климата легко приводит как к распространению инфекций из-за контактов с водой, так и к увеличению количества комаров, которые также разносят болезни. Болезни распространяются также в перенаселенных лагерях для беженцев, потерявших жилье в результате ураганов^[62].