Ураганы, тайфуны, циклоны - энергия, мощность, давление
Силы природы огромны, в урагане содержится невообразимое количество энергии. Как утверждают специалисты из Центра Исследователей Ураганов (HDR, USA Florida), есть два способа измерения энергии, производимой ураганом. В первом случае измеряется энергия, необходимая для испарения масс воды с поверхности, а во втором измеряется энергия вращения урагана и его сильнейших ветров. HDR подсчитали, что в первом варианте средний по своей силе ураган тратит 5.2 x 1019 Дж энергии в день, а во втором 1.3 x 1017 Дж энергии в день. Если сложить эти значения и перевести в гигатонны, то получится гигантское значение в чуть менее 13 Гт. Возьмем для сравнения взрыв самой большой в истории термоядерной бомбы («Царь-бомба» испытанная в 1961 году) мощностью 58,6 мегатонн ТНТ (тринитротолуола ли «тротиловый эквивалент»). Получается, что производимая в день ураганом энергия будет такой же, как взрыв 221-й самой мощной в истории термоядерной бомбы. Но ведь ураган существует не один день. Жизненный цикл среднего тропического урагана составляет от нескольких дней до 1 месяца. Если взять среднюю продолжительность в 20 дней, то мы имеем число в 260 Гт ТНТ. Для сравнения общемировое потребление электроэнергии в настоящее время составляет около 150 Гт ТНТ (1,2). То есть среднестатистический ураган за свой жизненный цикл вырабатывает почти в два раза больше энергии, чем все человечество потребляет за весь год. Но и это не предел. Выше речь шла лишь о тропических циклонах (ураганах), которым свойственен относительно небольшой диаметр в несколько сотен километров и которые часто возникают в тропических широтах. Если сравнивать их с внетропическими циклонами, которые образуются в полярных и умеренных широтах, то сила первых кажется огромной: они обрушиваются на землю шквалистым ветром и ливнем, выкорчевывая деревья и уничтожая постройки. Но видимость обманчива. Тропические ураганы достаточно быстро заканчиваются, уносясь дальше. Типичный же для средних широт циклон на много дней заволакивает небо свинцовыми тучами и накрапывает мелким раздражающим дождиком с порывами ветра – и это неудивительно, ведь его диаметр составляет тысячи километров. Такие циклоны характерны, например, для средней полосы России и некоторых бывших стран СССР. Энергию подобных образований посчитать достаточно трудно, но она в тысячи раз больше тропических ураганов.
Основная причина того, что в Тихом океане происходит множество бурь и ураганов, заключается в температуре воды, среднегодовое значение которой составляет 19,4 °С, а в некоторых регионах и вовсе достигает отметки в 29 °С. Огромные площади разогретой воды способствуют образованию большого количества теплого водяного пара, который поднимается в атмосферу и конденсируется в облака, выпадая затем на землю в виде обильных осадков, вызывая ураганные ветра и огромные волны на воде. Для поддержания своей разрушительной силы таким ураганам нужно постоянная подпитка теплым влажным воздухом, поэтому на суше циклон быстро теряет свою силу. Тропические циклоны формируются благодаря поднятию потоков влажного воздуха вверх от земли, а в области их прохождения находится зона низкого давления. Самое низкое давление, достигающее иногда экстремальных значений, отмечается обычно в центре урагана, который чаще всего называют глазом бури. А область низкого давления - инструмент, который будет всасывать в себя воздух, заодно притягивая воду. Отличным примером данного явления служит ураган Ирма, сформировавшийся в Атлантическом океане в начале осени 2017 года и ставший самым мощным атлантическим ураганом за всю историю наблюдений. По мере продвижения циклона, глаз бури находился неподалеку от ряда Багамских островов. Необычно низкое атмосферное давление в данной области сумело притянуть к центру Ирмы воду, из-за чего пляжи нескольких островов остались без воды.После прохождения урагана жители удивленно смотрели на побережье, где еще вчера находилось несколько метров воды, а теперь лежал лишь мокрый песок. Метеорологи предупредили, что по мере удаления Ирмы от островов вода начнет возвращаться, поэтому жителям следует воздержаться от прогулок по внезапно обнажившейся территории океана. Похожее явление - неожиданный уход воды в океан бывает при приближении крупного цунами. Поэтому если вы находитесь на побережье и видите подобное, необходимо срочно бежать в сторону возвышенностей.
В любом прогнозе погоды помимо стандартных значений температуры и наличия облачности и осадков обязательно встречается такой параметр, как атмосферное давление. На каждый предмет на поверхности земли сверху давит огромный столб находящегося в атмосфере воздуха. Стандартным уровнем атмосферного давления принято считать 760 мм ртутного столба при температуре 0° С. Однако редко когда можно наблюдать именно такое значение. Атмосферное давление очень изменчиво и крайне сильно зависит от погоды. Самое низкое атмосферное давление, вызванное в результате естественных природных процессов, может быть зафиксировано во время прохождения циклонов – вращающейся воздушной массы с пониженным давлением воздуха. Циклоны формируются благодаря поднятию теплых и влажных потоков воздуха в атмосферу, где они конденсируются в облака. Так как воздух поднимается снизу вверх от поверхности земли, на его месте остается область пониженного давления. За всю историю метеонаблюдений именно в циклонах фиксируется наиболее низкое у земной поверхности давление. Самыми интенсивными считаются тропические циклоны, формирующиеся в акватории Тихого океана. В одном из них – циклоне Тип, обрушившемся на Японские острова в 1979 году была зафиксирована область самого низкого атмосферного давления у Земли, равная 652,6 мм ртутного столба. Кроме этого, Тип признан самым крупным тропическим циклоном в истории диаметром в 2220 км, тогда как диаметр обычных циклонов редко превышает 300 км. Помимо циклонов экстремально низкое атмосферное давление может возникнуть и в смерче. 20 августа 1904 года неподалеку от города Миннеаполис США образовался смерч, и в первые десятки секунд давление в его центре достигало лишь 580 мм ртутного столба, что является абсолютным рекордом наблюдения. Однако каких-либо доказательств и зафиксированных состояний измерительных приборов этого уникального явления не сохранилось.
