Механизм возникновения тайфуна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Механизм возникновения тайфуна

Тайфун - так называются сильные бури Китайского моря и его берегов, от китайских слов “тай” -- большой и “фун (фен, фын)” -- ветер. Однако, метеорологи и моряки называют тайфуном не все бури, а лишь бури циклонического характера, бывающие в данных странах с мая по половину ноября нового стиля. Всего чаще они бывают в августе, сентябре и октябре, т. е. в конце дождливого муссона Восточной Азии, притом в более северной части области тайфуна они бывают чаще в начале этого периода, в более южных -- в конце.

По времени наибольшего распространения, небольшим горизонтальным размерам, величине градиентов, силе ветров и ливней тайфуны очень сходны с антильскими ураганами. Точно так же как и в последних, тайфуны движутся в тропиках с востока на запад или юго-востока на северо-запад.

Большинство тайфунов возникает вероятно около Филиппинских островов или на Тихом океане к востоку от них. Центры движутся медленно в тропиках, иногда около суток совершенно неподвижны. Тайфуны очень опасны потому, что моря, в которых они бывают, усеяны островами, рифами и мелями. Они опасны и для прибрежных жителей, жителей низовьев рек, так как сопровождаются большими и быстрыми подъемами воды.

В области наибольшей силы тайфуна находятся первоклассные метеорологические обсерватории: в Маниле (остров Гонконг) и Цикавей близ Шанхая. Они очень много сделали для изучения тайфунов. Велики в этом отношении заслуги и японского центрального метеорологического бюро. Северные части тайфуна захватывают русский Южно-Уссурийский край и Порт-Артур с его окрестностями.

Механизм возникновения тайфуна

В земной атмосфере находятся пары воды, которые с воздушными потоками перемещаются в магнитном поле Земли, и, как следствие этого, в атмосфере образуются вихри разных размеров. Наиболее интересны и характерны из них, а также наиболее разрушительны тропические циклоны, или тайфуны, диаметры которых составляют сотни километров.

У всех тайфунов есть общая черта: в Cеверном полушарии они закручены против часовой стрелки, а в Южном -- наоборот, по часовой. Тропические циклоны зарождаются в штилевой зоне над океанами (преимущественно между широтами 5--25°) как в Северном, так и в Южном полушарии, но полностью отсутствуют в экваториальной зоне, ограниченной приблизительно 5° северной широты и 5° южной широты.

Тропический циклон представляет собой систему очень сильных ветров, дующих вокруг безветренного центра, называемого глазом, вблизи которого скорость ветра может достигать 300--400 км/ч. Тропические циклоны характеризуются мощными восходящими потоками влажного воздуха вокруг глаза и нисходящими потоками воздуха в глазе тайфуна.

Попробуем объяснить механизм образования тропических циклонов.

Земля -- гигантский намагниченный шар. Его поле совпадает с полем магнитного диполя, расположенного вблизи центра земного шара со смещением около 400 километров в сторону Тихого океана и наклонённого примерно на 12° к оси вращения Земли. Силовые линии этого гигантского магнита выходят из северного магнитного полюса в Южном полушарии и устремляются к южному магнитному полюсу в Северном полушарии. Они огибают земной шар и распространяются на многие тысячи километров в околоземном космическом пространстве.

Магнитное поле Земли в каждой точке пространства характеризуется величиной и направлением. Из всех его характеристик в плане образования циклона нас интересует вектор магнитной индукции В и магнитное наклонение I, то есть угол между горизонтальной плоскостью и вектором магнитной индукции. Картина магнитного поля Земли очень сложна, она периодически меняется, вызывая существенные отклонения от средней величины в данной местности. Однако несложные расчёты показывают, что взаимодействие движущихся вверх молекул воды с магнитным полем Земли в первую очередь зависит от величины магнитной индукции В, то есть от магнитной широты (которая мало отличается от географической широты места). Момент количества движения молекул, а значит, и скорость их вращения в тайфуне максимальны на широтах 16°. То есть именно на этих широтах вероятность возникновения тайфуна наиболее велика. Это хорошо согласуется с результатами наблюдений за погодой. Но для его возникновения поднимающийся воздушный поток должен также иметь высокую влажность, которую могут обеспечить только обширные водные пространства с хорошо прогретой поверхностью (по данным некоторых авторов, не менее 27 градусов Цельсия). И тайфуны действительно образуются вблизи от экваториальной зоны (10--25° широты), над океаном, поверхностные воды которого хорошо прогреты, а восходящий поток имеет практически стопроцентную влажность. Как следствие этого, появление тайфунов носит ярко выраженный сезонный характер.

За 79-летний период, тайфуны в северной части тропической зоны Атлантического океана возникали 636 раз, то есть практически по 8 тайфунов в год. Из них 504 тайфуна, или почти 80%, приходятся на август, сентябрь и октябрь -- период, когда поверхностные воды Атлантики прогрелись, но зато в январе, когда они остыли, за 79 лет не было ни одного тайфуна.

Как отмечалось выше, реальное магнитное поле Земли отличается от магнитного поля идеального магнитного диполя. А поскольку именно величина индукции магнитного поля играет важную роль в механизме образования тайфуна, районы океана с её повышенным уровнем наиболее тайфуногенны. К ним относятся районы между Южной и Северной Америками, к востоку от побережья Австралии, районы Японских островов и Индонезии. Во всех этих местах индукция магнитного поля составляет 40--50 микротесл. А в районах западного и восточного побережий Южной Америки и в Южной Атлантике, где тайфунов не бывает, уровень индукции магнитного поля Земли не превышает 25--30 микротесл.

В целом картина возникновения тайфуна такова. Хорошо прогретая поверхность океана обеспечивает мощный восходящий поток влажного воздуха, насыщенного молекулами воды, которые, поднимаясь, начинают вращаться вследствие взаимодействия с магнитным полем Земли.

Чтобы понять роль молекул воды в образовании тайфуна, представим себе ёмкость, заполненную воздухом, в которую опустили вентилятор. Его лопасти вращаются, вовлекая во вращение воздух. Если теперь мысленно уменьшить размеры лопастей вдвое, одновременно увеличив число вентиляторов в два раза, скорость вращения воздуха в ёмкости сохранится. Если последовательно продолжать мысленный процесс уменьшения размеров вентиляторов с одновременным увеличением их числа, в пределе можно дойти до лопастей размером с молекулу. Образно говоря, в процессе образования тайфуна каждая молекула воды играет роль миниатюрного вентилятора, так как она совершает вращательное движение в результате пересечения ею силовых линий магнитного поля Земли. И посредством многочисленных соударений каждая молекула воды передаёт собственный момент количества движения другим молекулам, не имеющим дипольного момента. Постепенно во вращательное движение вовлекается всё больше молекул влажного воздуха. Такая спиновая поляризация воздушного пространства со временем приводит к суммированию моментов количества движения отдельных молекул, что и служит основой образования вихря гигантских размеров.

Что такое «глаз тайфуна»? В центре каждого тропического циклона образуется область очень низкого давления с высокой температурой. Это и есть “глаз тайфуна”. Его диаметр составляет 10-30 км. Здесь тихо, а вокруг, вращаясь по часовой стрелке, бушуют ураганные ветры. “Глаз тайфуна”, или “глаз бури”, вводит порой в заблуждение людей, попавших туда из зоны, где свирепствует сбивающий с ног ветер и вздымаются огромные валы. Пологая, что опасность миновала, неопытные моряки расслабляются, покидают свои убежища, забывая о мерах предосторожности. Беспечность им дорого обходится. Вихрь движется и вновь обрушивается на несчастных, сносит их с палубы. Как и землетрясения, тайфуны и ураганы особенно опасны, когда они разыгрываются над водой. Приближаясь к берегу, ураган гонит перед собой огромные массы воды и обрушивает их на сушу. Сопровождаемый обычно продолжительными ливнями и смерчами, штурмовой вал в бешенстве накатывает на берег и сметает всё живое. Один из сильнейших ураганов уничтожил 8 сентября 1900 г. американский портовый городок Галвестон, стоявший на длинной, узкой косе Галвестон-Бэй в Мексиканском заливе. Самая высокая его точка лежала всего 1.4 м над уровнем моря С материком косу соединяли два моста. Почему большинство тайфунов называют женскими именами. Тайфуны обычно называют человеческими именами. Вначале это были только женские имена, теперь, когда их стало не хватать, в ход пошли мужские. Эта традиция возникла в начале 40-х годов нашего столетия. Поначалу это была неофициальная терминология у метеорологов ВВС и ВМС США, применявшаяся для удобства обмена информацией об ураганах, обнаруживаемых на картах погоды, и облегчения передачи такой информации при прослеживании движения ураганов,- это помогало избежать путаницы и сокращало текст радио-и телеграфных передач. В последующем присвоение ураганам женских имен вошло в систему и было распространено на другие тропические циклоны - на тихоокеанские тайфуны, штормы Индийского океана, Тиморского моря и северо-западного побережья Австралии. Пришлось упорядочить и самую процедуру присвоения имен. Так, первый ураган года стали называть женским именем, начинающимся с первой буквы алфавита, второй - со второй и т. д. Имена выбирались краткие, которые легко произносятся и легко запоминаются. Для тайфунов существовал список из 84 женских имен. С 1979 года тропические циклонам начали присваивать и мужские имена.

Большинство районов зарождения тропических циклонов находится в пассатной зоне, между 10 и 20-м градусами широты в обоих полушариях Земли над теплыми участками поверхности океана, где температура воды достигает 28°С. Ниже 5° широты тропические циклоны не встречаются - вблизи экватора практически отсутствует отклоняющая сила вращения Земли, воздействие которой необходимо для устойчивого кругового движения воздуха, характерного для циклонов.

В среднем на Земле возникает в год около 120 тропических циклонов. Эта цифра еще четверть века назад показалась бы невероятной: в прошлом, когда не было метеорологических искусственных спутников Земли, более половины тропических циклонов оставались не замеченными, так как возникают они по большей части над открытым океаном, где лишь изредка встречаются острова и нет развитой сети метеорологических станций, фиксирующих каждый случай их возникновения.

Представление о распределении тропических циклонов над различными участками океанов в обоих полушариях Земли дает таблица, данные которой следует рассматривать как приблизительные - от года к году в разных районах повторяемость тропических циклонов может колебаться в широких пределах, хотя общее их количество ежегодно остается примерно одинаковым.

Чаще всего тропические циклоны возникают в начале осени или в самом конце лета, когда температура воды на поверхности океана самая высокая. Они редко бывают зимой и практически не встречаются весной. Приблизительно соотношение между количеством тропических циклонов, возникающих осенью, летом и зимой, может быть выражено соответственно цифрами 20:10:1. Другими словами, осенью тропические циклоны возникают примерно в два раза чаще, чем летом, а зимой - в десять раз реже, чем летом.

В 80-е годы тропических циклонов было немало. Так, в 1980 году только в течение августа и сентября 1980 года в северном полушарии было отмечено четыре случая развития тропических циклонов и в южном полушарии - один случай, из них два - ураганы в Карибском море и три - тайфуны в Тихом океане.

Ураган Аллеи отмечен в начале августа у берегов Гаити и Ямайки. Скорость ветра в нем достигала 70 м/с. Второй ураган, Эрмина, наблюдался в 20-х числах сентября у северного побережья Гондураса, а также у берегов Мексики и Гватемалы. Скорость ветра в нем достигала 30 м/с.

Тайфун Орхид возник в западной части Тихого океана и 11-12 сентября пронесся над Японскими островами и Южной Кореей, причинив там значительные разрушения и вызвав наводнения. Влияние этого тайфуна сутками позже стало ощутимым в Хабаровском и Приморском краях и на Сахалине. Наблюдались сильные дожди и ветер, скорость ветра местами достигала ураганной (33 м/с). Примерно через месяц, в середине октября, еще один тайфун пришел на Японские острова Кюсю и Сикоку с юга, нарушив временно не только воздушное, но и железнодорожное сообщение.

Действия во время тайфунов-Как и во время землетрясений, когда случается тайфун, необходимо соблюдать правила безопасности. По телевидению сообщают, насколько сильный и опасный ожидается тайфун, и в соответствии с этим может быть объявлено официальное предупреждение об опасности -- кэйхо:. Их бывает несколько: первое -- просто информация о том, что близится тайфун, второе -- совет оставаться дома, третье -- запрет на покидание помещений. Особенно последнего предупреждения ждут школьники и студенты, так как оно означает, что им разрешается не идти в школу. В любом случае, самое лучшее укрытие -- в помещении. Но если вы уж оказались на улице, старайтесь держаться подальше от вывесок магазинов, крыш домов, автоматов по продаже напитков и мусорных баков. Все это имеет тенденцию падать, и во время тайфунов самый большой процент увечий как раз и приходится на травмы от подобных предметов. Лучше не пользоваться велосипедом - его сносит порывами ветра гораздо сильнее, чем пешего человека. Избежать дождя, находясь на улице, не удастся, поэтому, оказавшись дома, рекомендуется принять меры, чтобы не простудиться. Вообще, когда во время тайфуна находишься в доме, испытываешь ощущение, будто сидишь на крошечном клочке земли посреди бушующего океана, и вся Вселенная охвачена стихиями воды и ветра. Иногда все вокруг затихает, и это значит, что вы оказались в «глазу тайфуна» -- тайфу.-но мэ, области в самой сердцевине циклона, где ветер спадает. Если тайфун особенно сильный, к примеру, около 30-40 метров в секунду, то его «глаз» может простираться на целую сотню километров.

тайфун тропический циклон буря

Размещено на Allbest.ru