УРАГАНЫ
1.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ,
ПОНЯТИЯ
Ураганом
называется ветер, скорость которого составляет более 100
Словом
«тайфун» называют ураган на языках
аборигенов жителей Юго-Восточной Азии.
Ураганы чаще
всего присутствуют в циклонах. Слово "циклон" имеет греческое
происхождение и означает "кольцо змеи"; этим подчеркивается круговое
вращение воздуха в циклоне. Но отличительным (родовым) признаком циклона
является пониженное давление в его пределах.
Циклон – это воздушная масса в тропосфере (нижней части
атмосферы), имеющая аномально (по сравнению с средне-нейтральным фоном данного
времени года) пониженное давление.
В
вихревой системе, называемой циклоном, атмосферное давление понижается от
периферии к центру. Поэтому вблизи поверхности Земли воздушные течения
направлены к центру циклона. Все циклоны имеют вращательную составляющую
скорости ветра. В Северном полушарии она направлена против часовой стрелки, в
Южном - по часовой. В развивающихся циклонах (то есть таких, у которых давление
в центре продолжает падать) наблюдаются восходящие потоки. При этом образуется
мощная облачность и выпадают осадки.
Направление
вращения циклонов в различных полушариях объясняется закручивающим действием
силы Кориолиса, связанной с суточным вращением Земли.
Отклоняющее
действие этой силы в нашем полушарии, например, заставляет реки подмывать свои
правые берега. Воздушный поток не удерживается берегом, и поэтому при своем
движении к центру он будет отклоняться вправо, если смотреть в сторону центра,
то есть против часовой стрелки при взгляде сверху.
Интересно,
что возле самого экватора в полосе широт менее 5 градусов по обе стороны от
него мощные вихри не образуются. Этот факт объясняется тем, что на экваторе
горизонтальная составляющая силы Кориолиса равна нулю.
Родственными ураганам считаются следующие явления.
Буря – очень сильный и продолжительный ветер со скоростью от 60 до
Смерч –
сильный маломасштабный атмосферный вихрь, который возникает в грозовом облаке и
распространяется по поверхности земли (воды) в виде гигантского тёмного рукава.
Воздух в смерче вращается против часовой стрелки со скоростью до 100 м/с и
одновременно поднимается по спирали, втягивая с земли пыль, воду и различные
предметы.
Ураганы (тайфуны, тропические циклоны) возникают над теплыми водами Мирового океана в его
тропической зоне. Разрушительное действие ураганов обусловлено большой
скоростью ветра (до 100 м/с и даже больше), и сопровождается значительными
ливнями, нагоном морских вод в дельты рек, на низкие морские побережья и т.п. В
особенности страдают от тропических ураганов островные и прибрежные страны.
Ураганы над морем поднимают огромные волны, которые приводят к гибели кораблей
и разрушениям в прибрежной полосе.
Торнадо -
сильно закручивающиеся воздушные воронки, поднимающие в воздух мусор и пыль.
Существуют различные виды торнадо, образующиеся по различным причинам,
различаются и по степени разрушительной силы. Наиболее известны и разрушительны
торнадо, возникающие на среднем западе США. Суровые бури также являются
причиной таких явлений как огромные градины, сильные шквальные ветры,
нисходящие порывы, иногда не менее разрушительные, чем торнадо. Другие виды
торнадо возникают в результате местной конвекции (кругооборота воздушных масс),
возможно в результате взаимодействия горячей поверхности земли, холодного
воздуха и поверхностного ветра (например морской бриз). Например «Пылевой
дьявол» (вили-вилли) – сильный вихрь, поднимающий пыль, характерен для жарких,
засушливых регионов таких как, например Центральная Австралия, но как правило
это явление не продолжительно. Водяной смерч это торнадо, который зарождается
над водой, по тем же причинам, что и наземный вихрь.
Как правило, самые разрушительные и
продолжительные торнадо ассоциируются со страшной бурей.
Торнадо, появившиеся в результате
сильных гроз, - глобальное явление, но в основном происходят в континентальных
зонах средних широт, где холодные северные ветра, сталкиваются с теплыми
тропическими. Торнадо широко распространены на среднем западе США. В Австралии
ежегодно фиксируют более 20 случаев торнадо. Однако, эта цифра, возможно,
сильно занижена, поскольку множество бурь случается в незаселенных районах, а
поскольку торнадо- явление локального характера, люди просто не в состоянии их
зафиксировать. Торнадо классифицируются по шкале F0-F5 (шкала Теодора Фьюджита,
исследователя бурь, университет Чикаго), в зависимости от скорости ветра и его
разрушительной силы. Оценка F0 соответствует скорости ветра, не ниже 64км/ч и
не превышающей
Об ураганах. Ежегодно
в мире фиксируется 40-50 ураганов. В основном, они формируются в Атлантическом
океане, Карибском море и Мексиканском заливе. В Тихом океане существуют сезоны
ураганов: в центральной части океана они возникают с 1 июня по 30 ноября, в
восточной части - с 15 мая по 30 ноября.
Ураганы заранее получают свои имена. Для этого
используются 126 мужских и женских имен, расположенных в алфавитном порядке.
Для наименований ураганов не используются имена, начинающиеся с букв Q, U, X, Y
и Z.
Ураганные ветры могут причинить
большой ущерб. Хотя они слабее, чем в смерче, тем не менее способны валить
деревья, опрокидывать дома, обрывать линии электропередачи и даже пускать под
откос поезда. Но к самым большим человеческим жертвам приводят наводнения,
связанные с ураганами. По мере продвижения шторма часто образуются огромные
волны, а уровень моря может за несколько минут подняться более чем на
Совершенствование прогнозов,
сопровождаемых оперативными штормовыми предупреждениями, привело к
значительному сокращению числа человеческих жертв. Когда формируется
тропический циклон, увеличивается частота трансляции прогнозов. Важнейшим
источником информации являются сообщения с самолетов, специально оснащенных для
наблюдений за циклонами. Такие самолеты патрулируют на расстоянии сотен
километров от побережья, часто проникая в центр циклона для получения точных
сведений о его положении и движении. Участки побережья, наиболее подверженные
ураганам, оборудованы радиолокационными установками для их обнаружения. В
результате шторм может быть зафиксирован и прослежен на расстоянии до
Ураган набирает силу, используя
теплую воду. При глобальном потеплении повышается и температура воды.
Следовательно, утверждают некоторые ученые, ураганы будут с каждым годом все
сильнее.
Но элементарные знания физики
подсказывают, что должны быть какие-то ограничения. Учитывая современное
состояние океана и атмосферы Земли, максимальная скорость ветра ураганов должна
составить
Но этот лимит не постоянен. Он может
изменяться с изменением климата. Некоторые ученые сходятся на том, что в
среднем усиление урагана может происходить на 5% на каждый 1 градус Цельсия
потепления океанов в тропиках. Но есть у них оппоненты, которые утверждают, что
общее усиление ураганов не превысит 5% до конца XXI века.
2. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ
УРАГАНОВ
(по типовым классифицирующим
свойствам С1 и С2)
С1 – по типу вызывающих их процессов:
Е
– естественные (природные),
И
– искусственные (антропогенные);
С2 – по типу воздушных масс, в которых
присутствуют ураганы:
Л
– ламинарные (без вихрей вращения),
Т
- турбулентные (с вихрями вращения –
циклоны, смерчи, торнадо, тайфуны).
2.1.
Классификация ураганов
по этим свойствам С1 и С2:
|
СВОЙСТВА |
ЗНАЧЕНИЯ СВОЙСТВ С1 и С2 |
|||
|
С1 |
Е |
И |
||
|
С2 |
Л |
Т |
Л |
Т |
|
НОМЕР КЛАССА |
1 |
2 |
3 |
4 |
2.2.
Процессы (П) генерации ураганов,
соответствующие классам 1, 2, 3, 4
Класс 1:
Е-Л
П1:
сильный
ветер ï
перепад стратосферных давлений в регионе вулкана ï
охлаждение воздуха под облаком
пепла ï
крупное извержение вулкана
(первопричина);
П2 :
сильный
ветер ï
скачок стратосферных давлений в районе падения космического
тела (первопричина).
Класс 2: Е-Т
П3 : сильный ветер в стратосферном вихре (в циклоне, в смерче, в торнадо, в тай-
фуне) ï стратосферное завихрение локальной воздушной массы (ЛВМ)
и её
перемещение под действием глобальной воздушной массы (ГВМ) –
экваториального пассата,
течения западных ветров в умеренных широтах,
полярного восточного ветра ï
возникновение ЛВМ с повышенным значением
температуры и с пониженным
значением давления ï возникновение ГВМ ï
пере- или недогрев отдельных
участков суши и\или океана плюс вращение
Земли
вокруг своей оси ï избыток или недостаток солнечной энергии,
поступившей в
атмосферу Земли (первопричина) Ø из-за
циклических и иных изменений в
эмиссионно-энергетической
активности Солнца (пятна и протуберанцы,
корпускулярный «солнечный
ветер»),
Ø из-за годового вращения Земли вокруг
Солнца (большее или меньшее
поглощение поверхностью Земли солнечного
облучения южного и северного
полушарий с разной долей океанов на земной
поверхности), Ø из-за долгопериодного изменения
положения Солнца в нашей
галактике, Ø из-за природного загрязнения атмосферы
(извержения вулканов,
лесные пожары).
Класс 3 и 4: И-Л, И-Т
П4 : сильный ветер при ядерном взрыве от ударной волны
и от подъёма
раскалённого облака.
3.
ШКАЛЫ УРАГАНОВ
3.1.
Кратко о
шкалах измерений
Значения свойств
объектов определяются в той или иной шкале. Затем эти свойства часто называют
«данными».
Свойства могут быть
«имманентными» (присущими самому объекту, значения которых не зависят от
измерительной системы (ИС), состоящей из прибора (аппаратуры) и исследователя),
- например, координаты места зарождения урагана или скорость ветра в его
заданной точке в заданное время, «зависимыми» от ИС, - например,
«грандиозность» урагана, и «назначенными», - например, имя урагана.
Термины «шкала
измерений» и «шкала» считаются далее синонимами. Наиболее распространённым и
общепринятым формальным определением
термина «шкала» является следующее: «Шкала ( = «шкала измерений») – это
однозначное отображение (гомоморфизм) эмпирической системы с отношениями <A> в числовую систему с отношениями <R>». При
этом образы элементов A и R называются шкальными значениями, и
на основе свойства гомоморфизма отображения из свойств числовых отношений между
шкальными значениями следуют выводы об эмпирических отношениях между объектами.
Под «шкалой» мы будем понимать тип
данных (свойств), относящихся к множеству Х
допустимых значений {х} свойств или отношений,
определённых на некотором объекте, при условии, что фиксировано множество F={f} допустимых преобразований f над каждым из х.
Типизация и классификация шкал. В разных научных работах по теории
измерений, анализу данных, исследованию операций, искусственному интеллекту,
технической кибернетике выделяются и рассматриваются различные виды шкал. Все
они делятся на сильные и слабые. Каждую из сильных шкал называют также
арифметической (синонимы - количественной или метрической).
Среди сильных шкал выделяют абсолютную (А), интервалов (И)
(синоним - предпочтений), отношений (О) и разностей (Р).
Среди слабых шкал выделяют шкалу наименований (Н) (синонимы – имён, номинальную,
классификационную, логическую 2-го рода) и шкалу порядка (П) (синонимы – порядковую, ранговую,
логическую 1-го рода).
Множество возможных
значений данных сильной шкалы принадлежит континууму (бесконечному множеству)
некоторой ограниченной области определений
QÌX,
а данных слабой шкалы – некоторому
конечному множеству ZÌX,
Z={zk}, k=1,…,K, где K – общее число различных значений zk – не упорядоченных для Н и упорядоченных для П.
При изучении ураганов
необходимость использования сильных шкал очевидна. Слабые шкалы используются в
следующих ситуациях: (1) если значение х
является изначально величиной не количественной, а фиксируется в шкале Н или
П; (2) если прибор, определяющий х,
грубый; (3) если при построении
классификации данные х огрубляются из А в Н или П.
3.2. Существующие
шкалы оценки силы ветра
в урагане
Шкала
Бофорта для скорости (=силы) ветра :
|
Название ветрового режима |
Скорость ветра (км/ч) |
Баллы |
Признаки |
|
Затишье |
0 – 1,6 |
0 |
Дым идёт прямо |
|
Лёгкий ветерок |
3,2 – 4,8 |
1 |
Дым изгибается |
|
Лёгкий бриз |
6,4 – 11,3 |
2 |
Листья шевелятся |
|
Слабый бриз |
12,9 – 19,3 |
3 |
Листья двигаются |
|
Умеренный бриз |
20,9 – 28,9 |
4 |
Листья и пыль летят |
|
Свежий бриз |
30,6 – 38,6 |
5 |
Тонкие деревья качаются |
|
Сильный бриз |
40,2 – 49,9 |
6 |
Толстые деревья качаются |
|
Сильный ветер |
51,5 – 61,1 |
7 |
Стволы деревьев изгибаются |
|
Буря |
62,8 – 74,0 |
8 |
Ветви ломаются |
|
Сильная буря |
75,5 – 86,9 |
9 |
Черепица и трубы срываются |
|
Полная буря |
88,5 – 101,4 |
10 |
Деревья вырываются с корнем |
|
Шторм |
103,0 – 120,7 |
11 |
Везде повреждения |
|
Ураган |
Более 120,7 |
12 |
Большие разрушения |
Шкала Фуджита: F0 – самый слабый, F6 - самый сильный ураган. Эта
сила зависит от скорости ветра и размера
урагана после того, как он коснулся земли.
Шкала ураганов Саффира-Симпсона
Разработана в начале 1970-х годов Гербертом Саффиром и Робертом Симпсоном для измерения потенциального ущерба от урагана.
|
Номер категории и её название |
Скорость ветра в км/час |
Высота штормовых волн в м |
Действия на наземные предметы |
Действия на прибрежную зону |
|
1.Минимальный |
119-153 |
1,2-1,5 |
Повреждение деревьев и кустарника |
Небольшие повреждения пирсов, некоторые небольшие суда на стоянке сорваны с якорей |
|
2.Умеренный |
154-176 |
1,8-2,3 |
Значительные повреждение деревьев и кустарника. некоторые деревья повалены, сильно повреждены сборные домики |
Значительные повреждения пирсов и пристаней для яхт, небольшие суда на стоянке сорваны с якорей |
|
3.Значительный |
179-209 |
2,7-3,6 |
Повалены большие деревья, сборные домики, сборные домики разрушены, у отдельных небольших зданий повреждены окна, двери и крыши |
Сильное наводнение вдоль береговой линии. небольшие здания на берегу разрушены |
|
4.Огромный |
210-249 |
3,9-5,5 |
Деревья, кустарники и рекламные щиты повалены, сборные домики разрушены до основания, сильно повреждены окна, двери и крыши |
Затоплены участки, находящиеся на высоте до |
|
5.Катастрофа |
Свыше 249 |
Свыше 5,5 |
Все деревья, кустарники и рекламные щиты повалены, многие здания серьезно повреждены, некоторые из них разрушены полностью. Сборные домики снесены |
Сильный ущерб причинен нижним этажам зданий на высоте до |
4. КРУПНЕЙШИЕ
УРАГАНЫ МИРА
Самые грозные ураганы, тайфуны и
циклоны
|
РЕГИОН |
ГОД |
УЩЕРБ В МЛРД $ |
РАЗРУШЕНО ДОМОВ |
ЧИСЛО УБИТЫХ |
|
Цунами
26 декабря 2005 года, Индийский океан (для
сравнения) |
2005 |
|
|
40000 |
|
Циклон.
Бангладеш |
1970 |
|
|
300000 |
|
Циклон.
Бангладеш |
1991 |
|
|
139000 |
|
Циклон.
Бенгальский залив |
1942 |
|
|
40000 |
|
Великий
ураган Сан-Каликсто II . Антильские острова, США |
1780 |
|
|
30000 |
|
Тайфун.
Гонконг |
1906 |
|
|
10000 |
|
Ураган
Флора. Карибское море |
1963 |
|
|
6000 |
|
Тайфун
Вера (Айсван). Япония |
1958 |
|
|
4466 |
|
Ураган
«Катрина», США, Новый Орлеан |
2005 |
125 |
|
1836 |
|
Тайфуны
на Филиппинах |
1970 |
|
100000 |
|
|
Циклон.
Андхра-Прадеш, Индия |
1996 |
|
|
1000 |
|
Ураган
«The Tri-State Tornado», США |
1925 |
|
15000 |
695 |
|
Ураган
Флора. Карибское море |
1963 |
|
|
600 |
|
Ураган
«Гильберт». Карибское море |
1988 |
10 |
|
350 |
|
Ураганы
«Кони» и «Диана», США |
1955 |
|
|
310 |
|
Ураганы и
смерчи в США |
1965 |
|
|
265 |
|
Ураган
Жанна, Гаити |
2004 |
|
|
250 |