Строение тропических циклонов.

Тропические циклоны представляют собой огромные вихри, достигающие в диаметре 1000 - 1500 км, а иногда и более, и простирающиеся по вертикали на всю тропосферу (до 15 - 18 км). Максимальная скорость ветра в наиболее мощных ТЦ достигает v_m = 90 - 100 м/с (т.е. 300 - 360 км/ч) и минимальное давление у поверхности океана в центре вихря p_o доходит до рекордно низких в метеорологии значений (абсолютный минимум – 870 гПа – был зафиксирован в супертайфуне Тип в октябре 1979 г.).

Климатология тропических циклонов определяется, прежде всего, основным источником, поддерживающим их существование – выделением скрытой теплоты конденсации влаги, что в максимальной степени происходит над тропическими океанами, причем там, где температуры их поверхности T_o наивысшие критическими значениями T_o считаются значения 26 - 27°С.

В Северном полушарии ТЦ возникают, прежде всего, в следующих океанических областях (рис. 2.1.14):

Рис. 2.1.14. Среднее годовое число тропических циклонов по пятиградусным квадратам (штриховые линии) и основные направления их перемещения (стрелки)

1) 1) в Тихом океане – к востоку от Филиппинских островов и в южной части Южно-Китайского моря, в основном, с мая по ноябрь, а также к западу от Калифорнии и Мексики с июня по октябрь;

2) 2) в Атлантическом океане – к востоку от Малых Антильских островов и на востоке Карибского моря с июля по октябрь, к северу от Больших Антильских островов с июля по октябрь, в западной части Карибского моря в июне и с конца сентября до начала ноября, в Мексиканском заливе с июня по ноябрь и, наконец, у островов Зеленого Мыса с июля по октябрь;

3) 3) в Индийском океане – в Аравийском море в мае - июне и октябре - ноябре, а также в Бенгальском заливе с июня по ноябрь.

4) 4) В Южном полушарии ТЦ зарождаются в Индийском океане – к востоку от Мадагаскара и северо-западнее Австралии с ноября по апрель - май, а в Тихом океане – в районе островов Новые Гебриды и островов Самоа с декабря по апрель.

В целом, следует заключить, что ТЦ чаще всего образуются в тропической зоне между 4 и 30° широты (ближе к экватору, из-за недостаточной величины закручивающего момента, связанной с силой Кориолиса – ноль на экваторе – ТЦ образуются крайне редко). Наиболее часто ТЦ возникают между 10 и 15°.

Горизонтальные размеры ТЦ, определяемые радиусом последней замкнутой изобары, зависят от географического района и сезона. Тихоокеанские тайфуны – самые крупные из них, их диаметр, в среднем, составляет 600 - 800 км (для ураганов Атлантики – 400 км).

Рис. 2.1.15. Схема структуры зрелого тропического циклона. (Руководство..., 1986). 1 — башни кучевых облаков в глазе бури; 2 — конвективные облака; 3 — высокослоистые облака; 4 — перистые облака

Схематически структура зрелого ТЦ представляет следующее. В нижнем слое атмосферы (толщиной 2 - 5 км) в циклоне воздух устремляется к центру, при этом ветер усиливается и достигает максимальных значений в узкой кольцеобразной зоне вокруг центра ТЦ, удаленной от него на 20 - 100 км. В зоне максимальных ветров устанавливается приблизительное равновесие между силой барического градиента, направленного к центру циклона, и силами противоположной направленности: центробежной и Кориолиса (так называемой градиентный баланс). Не имея возможности двигаться дальше к центру ТЦ, воздух вытесняется вверх и поднимается в мощных кучево-дождевых облаках, перенося с собой количество движения, тепло и влагу. В верхней тропосфере воздух отклоняется от центра наружу, образуя слой оттока, в котором переносится завеса (или «щит») перистых облаков. Отток концентрируется вблизи изобарической поверхности 150 гПа. В отличие от нижнего слоя, циркуляция здесь совершенно асимметрична, а по направлению становится антициклонической (рис. 2.1.15).

Внутри и вблизи зоны максимальных ветров формируется «глаз бури» (самая внутренняя, обычно свободная от облаков зона ТЦ диаметром от 5 до 50 км), с окружающей его «стеной» облачности. Глаз образуется в ТЦ не всегда, а только лишь тогда, когда давление в центре на уровне моря p_o падает ниже 985 гПа и максимальная скорость ветра превышает 23-25 м/с.

Другой характерной структурной особенностью ТЦ являются спиральные полосы кучево-дождевых облаков и дождя, движущиеся против часовой стрелки (в Северном полушарии) вокруг центра ТЦ.