Циклоны средних широт, тропические циклоны

(ураганы, тайфуны)

Тропические циклоны (тайфуны) отличаются от среднеширотных меньшими размерами, меньшим давлением в центре, большим запасом влаги, более сильными ветрами. Циклоны тропические образуются, как правило, над теплыми тропическими океанами (в обе стороны от экватора), а среднеширотные – также и на континентальной части планеты. Время существования циклонов средних широт составляет 3–4 недели, а диаметр их достигает порядка 1 тыс. км (максимум 4 тыс. км), скорость 30–40 км/ч.

Таблица 13

Классификация (шкала) скорости ветров

Ураган – ветер большой разрушительной силы и значительной продолжительности, чаще зарождается в Атлантическом океане. Это атмосферные вихри боль­ших размеров со скоростью ветра до 160 км/ч, а в приземном слое до 200 км/ч. Ежесекундно выделя­ется энергия, эквивалентная взрыву пяти атомных бомб хи­росимского типа. Скорость ветра является важной характеристикой урагана, которая для удобства выражается в баллах (табл.13). Ураганы бывают слабые (со скоростью ветра до 145 км/ч), сильные (до 200 км/ч) и экстремальные (свыше 200 км/ч). Радиус ветров ураганной силы достигает 300 км, при этом образуется пояс в 300 тыс. км², в котором действуют разрушительные силы урагана при его продвижении вперед. Как правило, ураган зарождается в том случае, если, воздух в каком-то месте сильно прогревается, становится легче обычного и поэтому поднимется вверх. На его место устремляется более холодный воздух. Восходящие потоки приводят к конденсации значительных масс водяного пара, при этом вновь выделяется энергия, температура еще поднимается и т.д. А в центре урагана формируется относительно спокойная область, ее называют «глаз тайфуна». В центре тайфуна (циклон в Тихом океане) небо чаще всего ясное, в то время как вокруг ревет и свищет ураганный ветер. Сюда, в область низкого давления, со всех сторон несутся волны. Многие исследователи пытались проникнуть в глаз тайфуна. И для большинства из смельчаков экспедиция закончилась трагически. В 1959 году впервые француз Пьер-Андре Молэн достиг глаза тайфуна «Вера». С тех пор он стал «охотником за тайфунами» – исследователем законов возникновения, развития и гибели тайфунов.

Ураганы – явление сезонное, как правило, они возникают с июля по сентябрь. Над океаном зарождается много сотен циклонов, но развивается в ураган только один из десяти (10 %). Одна из причин этого – недостаточный прогрев воздуха над океаном: требуемая температура поверхности воды должна составлять не менее 27 °С. Еже­годно возникает в среднем около 50 тропических циклонов, достигающих ураганной силы, в том числе около 20 – в запад­ной части Тихого океана с движением к восточным берегам Азии, вплоть до Камчатки, 14 – в Индийском океане с дви­жением к южным берегам Азии и восточным берегам Аф­рики, 7–8 – в Атлантике с движением к берегам Централь­ной Америки и США, вплоть до полуострова Лабрадор, 6 – в восточной части Тихого океана с движением к западным берегам США, остальные – восточнее Австралии с движе­нием к этому континенту и к Новой Зеландии. От года к году число тропических циклонов, зарождающихся в каждом районе, колеблется в пределах 50 %, среднее – в пределах 30 % повторяются приблизительно с 11-летней ритмичностью.

В США все виды чрезвычайных ситуаций, связанных с урагана­ми, занимают первое место среди других причин чрезвычайных ситуаций по среднему многолетнему числу жертв и третье место (после наводнений и морозов) по величине прямого экономичес­кого ущерба (вставка 11). Наиболее опасны циклоны в зимнее время, когда они сопровож­даются большими снегопадами. Продолжительность штормовых и ураганных ветров над некоторой точкой побережья – от немногих часов до 4 суток.

Территории России разрушительные циклоны Атлантики дос­тигают относительно редко. Наиболее сильное воздействие за­падных циклонов проявляется в обильных осадках, ливневых на­воднениях, буранах, снегозаносах и ощущается преимущественно в европейской части страны. В России ураганы распространены на Дальнем Востоке, в Калининградской области и в северо-западных областях страны. На Камчатке, Сахалине, Курильских островах, в Приморье сильные тайфуны (зарождаются в Тихом океане) бывают раз в несколько лет, слабые – до 2–4 раз в год. Рекордная скорость ветра во Владивостоке – 65 м/с, довольно частая – более 40 м/с.

Основными разрушительны­ми факторами урагана являются высокая скорость ветра, скоростной напор воздушного потока, его сила и продолжи­тельность.

Вставка 11

Описание встречи с ураганом Колумба в 1492 году. «Никогда не видел моря столь вздыбленным, столь ужасным, настолько покрытым пеной. Поверхность моря казалась кипящей, словно вода в котле на большом огне. Ужас вселяла в нас эта буря, вода казалась багрово-красной, кровавой. Небо и море пылали, словно вокруг был ад, огненные искры раскалывали все небо. Люди были настолько изнурены, что предпочитали смерть. Корабли теряли шлюпки, якоря, управление…».

Одним из наиболее трагических, зафиксированных в XX столе­тии считается циклон, развившийся среди ночи 12 ноября 1970 го­да в Бангладеш. От 30 до 50 тыс. человек были убиты совме­стными усилиями воды и ветра. Ветры промчались со скоростью 240 км/час. Циклонический ветер гнал приливную волну высотой 6 м, гребни волн местами достигали 50 м, залито водой более 2/3 площади стра­ны.

Число разру­шенных жилищ достигает десятков тысяч в Бангладеш, Ин­дии, Китае, Индонезии, на Филиппинах. В июне 1991 г. в Бангладеш бездомной осталась почти 1/10 часть населения страны. Разовый прямой экономический ущерб в этих стра­нах – более 100 млн долл. (1,5 млрд долл. в июне 1991 г. в Бангладеш).

Таким образом, поражающие факторыураганасильные ветры, штормовые нагоны, морские волны, ливни (табл. 32).

Таблица 32

Поражающие факторы урагана

Скорость ветра урагана, несущего большие массы воды, грязи и песка может достигнуть 400 км/час (табл. 31). Они разрушают здания, приводят к гибели людей, переносят по воздуху тяжелые предметы. Ве­лика разрушительная сила от ударов предметов, уносимых ураганным ветром. Ураганы сопровождаются сильными затяжными дождями, выпадает до

2500 мм осадков, поэтому любая территория может оказаться затопленной. К наводнению приводят штормовые нагоны, которые могут на несколько метров поднять уровень океана у берегов. Нагоны могут держаться от 6 часов до нескольких дней и затапливать участки шириной до 30 км. Разрушения и человеческие жертвы, свя­заны также со штормовыми волнами, обрушивающимися на прибрежные участки суши. Штормы и ураганы в Западной Европе (Франция, Англия, Гол­ландия, ФРГ и др.) срывают крыши, валят деревья, разбивают ав­томашины и автобусы, рвут ЛЭП, оставляя без электричества до сотен тысяч человек. На величину ущерба оказывают большое влияние огромные массы приливных вод на морском побережье и про­должительные ливневые дожди, вызывающие обширные на­воднения.

Силу ураганаопределяют совместное действие ветра и воды. Наибольшую силу имеют тропические ураганы, у которых наблюдается небольшой диаметр воронки и наибольшие скорости ветра. Циклоны средних широт (распространены в Европе), характеризуются большим диаметром «глаза», меньшей скоростью ветров и большей повторяемостью. Разрушительная сила у них значительно меньше. Но количество осадков весьма значительно, и наводнение занимает обширные территории (до сотен км²). Сила урагана определяется перепадом давления вокруг глаза и в центре глаза: часто оно уменьшается с 996 до 948 мбар. Установлено, что перепад давления менее чем на 50 мм рт. ст. значительно снижает силу давления (на 2 млн. т), оказываемое атмосферой на одну квадратную милю (2.6 км²).

Ураганы занимают второе место в мире после навод­нений по числу чрезвы­чайных ситуаций и величине экономического ущерба.

7.2. Шквальные бури и смерчи (торнадо)

Штормовые ветры – наиболее распространённое природное стихийное бедствие. Шквальные бури (штормы)и смерчи (торнадо) – это вихри, возникающие в теплое время года на мощных атмосферных фронтах, но иногда и при особо интенсивной местной цирку­ляции. Наименьшая по размерам и наибольшая по скорости вращения форма вихревого вращения воздуха называется смерч (в Америке – торнадо). Смерчи могут сформироваться над сушей и над поверхностью воды.

Шквалы – горизонтальные вихри под краем наступаю­щей полосы мощных кучево-дождевых облаков. Ширина шквала отвечает ширине атмосферного фронта и достигает сотен километров. Скорость движения воздуха в вихре скла­дывается со скоростью движения фронта и местами бывает ураганной (до 60–80 м/с). Их ширина – несколько километров, редко до 50 км, длина пути 20–200 км, длительность в каждой точке пути – от нескольких до 30 минут. Они сопро­вождаются мощными ливнями и грозами. Шквалы и мест­ные шквальные бури характерны для всех территорий, охва­тываемых циклонической деятельностью. Например, в России (Нижегородская область) сезон шквальных бурь определён в апреле – сентябре, максимальная повторяемость (более одного дня из пяти) – с 26 мая по 10 июня; число дней за сезон со шквалами больше 15 м/с – 18,1; 20 м/с –9,3; 25 м/с –2,4; более 30 м/с – 0,8 дня.

Смерч (торнадо) – это восходящий вихрь, состоящий из чрез­вычайно быстро вращающегося воздуха, а также частиц влаги, песка, пыли и других взвесей. Он представляет собой быстро вращающуюся воронку, свисающую из кучево-дождевого облака и ниспадающую, как воронкообразное облако. Чаще всего смерч хорошо виден со стороны. Среднее время существования смерча – 10–30 мин. Смерч – это наимень­шая по размерам (в по­перечнике от нескольких метров до нескольких сотен мет­ров) и наибольшая по скорости вращения (до 200 м/с) фор­ма вихревого движения воздуха. Кроме этого, существует резкий перепад давления на расстоянии в несколько метров. Удар вращающей­ся стенки (давление – до десятков тонн на 1 м²) способен разрушить капитальные строения. Перепад давления вызы­вает «взрывы» зданий, к которым прикасается смерч.

Начальные условия для образования смерча – мощное грозовое облако и обильные осадки из него – обычно дости­гаются при комбинировании тепловой конвекции и подня­тии теплого воздуха подтекающим под него клином холод­ного. Поэтому 90 % смерчей связаны с холодными фронта­ми, остальные – с экстремально сильной внутримассовой конвекцией.

Смерчи образуются во многих областях земного шара, как над водной поверхностью, так и над сушей, возникая чаще всего вдоль фронта встречи двух воздушных течений: тепло­го и холодного (на Русской равнине, Черном море, Центрально-Черноземном районе, Молдавии, Белоруссии, Прибалтики и т.д.). Анализируя случаи возникновения смерчей, можно сде­лать вывод о том, что наиболее благоприятны для образова­ния смерчевых облаков обширные равнины, над которыми происходит встреча теплых и холодных воздушных течений.

Торнадо (смерч в Северной Америке) – мощные сконцентрированные спиральные вихри с вертикальной осью вращения, порождаемые грозовыми облаками высотой до 12–15 км. Из них начинается выпадение дождя и града в кольце вокруг восходящей вертикальной струи. В некото­рый момент завеса дождя закручивается в спираль в форме цилиндра или конуса, касающегося земли. Смерч достигает земли и движется по ней, принося большие разрушения. Вос­ходящий поток воздуха (скорость до 70–90 м/с) способен поднять и перенести на значительные расстояния частицы почвы, а также людей, животных, автомашины, крупнейшие деревья и т. д., «бомбардировка» поднятыми смерчем пред­метами опасна. Большая разность дав­ления между периферией и внутренней частью воронки в свя­зи с возникновением огромной центробежной силы вызывает эффект мощного всасывания всего, что находится на пути смерча способны приподнимать железнодорожные вагоны массой до 13 т).

Смерчи (торнадо) – вид чрезвычайных ситуа­ций в США. Здесь ежегодно отмечается от 450 до 1500 торнадо (в Канаде в среднем 30 за год). Из них 1/3 – на «аллее торнадо», протянувшейся от Техаса к северу через Оклахому и Канзас. Здесь они возможны круглый год, в основном в марте – августе (в январе отмечается в среднем около 10 смерчей, в мае – 150–200) (вставка 12).

Вставка 12

Самый мощный из американских торнадо – Ирвингский. Он, проходя по территории США, скрутил в аккуратный сверток железнодорожный мост длиной 75 метров и весом 115 тонн и утопил его в реке.

Рассказ очевидца: «В тот страшный день 3 апреля 1973 года телетайпы отстучали сообщение: сообщаем о прохождении торнадо недалеко от Ирвингтона (США). Самый страшный смерч, описав дугу, ринулся на город. Приближалась черная воронкообразная туча, послышался грохот, напоминающий шум поезда. Торнадо разметал половину жилых домов, давя как виноград автомобили. Пройдя по территории завода, торнадо скрутил в узлы заводские трубы. А затем был вечер – холодный и дождливый. По кучам развалин бродили бездомные люди. Выли собаки. В отупении сидели старики, разом потерявшие все, ради чего трудились всю жизнь. Они не хотели ни есть, ни спать. Они не хотели начинать всё с начала».

Летом 1948 года смерч под Тулой (Россия) перенес на 200 метров деталь весом в 500 кг. В Ростове в 1927 г. смерч сбросил с ж/д груженые вагоны. «Наши смерчи» поражают своими странностями: налетая на поселок, смерч разрушает дом, но переносит на новое место буфет, не разбив не одной чашки. Подняв высоко обезумевших от страха людей, он может бережно опустить их где-нибудь на землю. При прохождении смерча взрываются самые невероятные предметы: консервные банки, автомобильные камеры. Пролетев однажды над птичником, но оставил после себя живых, но полностью ощипанных кур. В 1904 году смерч пронесся над Москвой. Коровы при этом летали по воздуху. На Немецком рынке в центр смерча попал городовой, он вознесся в небо и затем, избитый градом и совсем раздетый, был опущен на землю. Московский смерч прошел полосой 40 км длиной и шириной 400 м. Уже в двух шагах от границы смерча все стояло нетронутым.

Буря – длительный, очень сильный ветер со скоростью более 20 м/с, наблюдающийся при прохождении циклона и сопровождающийся сильным волнением на море и разрушениями на суше. Бури–разновидность ураганов и штормов. Длительность действия – от нескольких часов до нескольких суток. В табл. 14 приведена классификация бурь по следующим классификационным признакам: а) в зависимости от времени года и состава вовлеченных в воздух частиц; б) по цвету и составу пыли; в) по происхождению, по времени действия; в) по температуре и влажности.

Таблица 14

Классификация бурь

Разрушительное воздействие шквалов определяется скоростью ветра, а также грозами и ливневыми наводне­ниями.

Таблица 15

Поражающие факторы смерчей

На европейской части России одним шквалом могут быть повреждены посевы на площади до нескольких десят­ков тысяч гектаров, десятки домов и хозяйственных постро­ек и т. д. Поражающие факторы смерчей разделены на две группы: первичные и вторичные и приведены в табл. 15.

Поражающие факторы бурь приведены в табл. 16.

Таблица 16

Поражающие факторы бурь в зависимости от вида бури