|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
«ГЛАЗ» ТРОПИЧЕСКОГО ЦИКЛОНА – КОНЦЕНТРАТОР И СВЕТОВОД СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИстатья Научно-популярная статья
- Авторы: Рязанцев Г.Б., Бекман И.Н.
- Сборник: "Система Планета Земля"
- Глава в коллективной монографии
- Год издания: 2018
- Место издания: МГУ (Москва) Москва
- Первая страница: 89
- Последняя страница: 93
- Аннотация: https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=1942098249138780&id=1147741701907776 Тропические циклоны (ТЦ) - это интенсивные вихри синоптического и субсиноптического масштаба, (масштаб атмосферных возмущений или движений, изучаемых с помощью синоптических карт. Это циклоны, антициклоны и связанные с ними воздушные течения) зарождающиеся в тропической атмосфере. Они являются одновременно и важным элементом циркуляции атмосферы в тропиках, и одним из наиболее опасных стихийных бедствий. По определению, данному Г. Холландом, ТЦ - это общее обозначение для нефронтальных систем низкого давления синоптического масштаба над тропической или субтропической зоной океана с организованной конвекцией и четкой циклонической циркуляцией у поверхности [1]. ТЦ – одно из наиболее удивительных и в то же время грозных явлений природы, встречающихся над тропическими океанами. ТЦ – это огромные вихри, достигающие в диаметре 1000-1500 км и простирающиеся по вертикали на всю тропосферу (примерно 20 км). ТЦ в зависимости от максимальной скорости ветра (Vm) в них подразделяются на тропические депрессии (Vm <17м/c), тропические штормы (17<Vm<33) и ураганы, или тайфуны (Vm>33м/с). Известны ТЦ со скоростями ветра, превышающими 100 м/с. Название «ураганы» применяется к ТЦ в Атлантике и востоке Тихого океана. ТЦ «урагановой» интенсивности в северо-западной части Тихого океана известны под названием «тайфуны». Существуют и иные названия таких ТЦ [2]. Ежегодно в мире зарождается не более сотни ТЦ, что существенно меньше количества циклонов умеренных широт, возникающих на полярном и арктическом фронтах в обоих полушариях. Кроме того, средняя продолжительность жизни тропического вихря не превышает 4-7 суток. Несмотря на это, тропические циклоны оказывают огромное влияние на население и хозяйство стран Карибского бассейна, Индии, Австралии, Мадагаскара, Юго-Восточной Азии. Согласно статистическим подсчетам, из всех природных катаклизмов второй половины 20 века тропические циклоны унесли больше всего человеческих жизней [1]. Неблагоприятные последствия, вызванные прохождением ТЦ, обусловлены преимущественно ветром ураганной силы и обильными осадками, приводящими к наводнениям, оползням и разрушениям построек, а также комплексом сопутствующих явлений, например, нагоном воды, засолением прибрежных территорий, опустошением сельскохозяйственных угодий. Иногда выход ТЦ на сушу может стать косвенной причиной экологической катастрофы, как это случилось в Новом Орлеане в 2005 году под влиянием урагана Катрина. Тогда на ряде химических заводов произошла утечка ядовитых веществ, попавших затем в водотоки и водоемы города. Концентрация токсических соединений в воде была настолько высока, что ее нельзя было не только использовать для питья, но даже близко подходить к водным объектам [1]. Считается, что главным источником энергии ТЦ служит энергия испарения, которая освобождается при конденсации водяных паров. В свою очередь, испарение океанской воды протекает под действием солнечной радиации. Таким образом, ТЦ можно представить как большую тепловую машину, для работы которой необходимы также вращение и притяжение Земли. В метеорологии тропический циклон описывается как тип конвекционной системы на мезошкале, развивающийся при наличии мощного источника тепла и влаги. ТЦ зарождаются только в тех регионах, где температура поверхности океана (ТПО) превышает 26-28оС, что связано с необходимостью поступления достаточного количества скрытого тепла в тропическую депрессию для ее усиления. Известно, что вдоль траектории ТЦ образуется полоса холодной воды, в пределах которой ТПО может отличаться от окружающих областей на несколько градусов [1]. Одной из удивительных и отличительных черт ураганов и тайфунов является так называемый «глаз бури» - более или менее круглая центральная область 5-50 км в диаметре. Иногда диаметр глаза достигает 300 км. Приземное давление в глазе минимальное. В глазе урагана на верхних и средних уровнях облаков почти нет, ветры слабые, направление изменчиво. На нижних уровнях (ниже 1000м) облачность присутствует почти всегда, что свидетельствует о слабой конвекции внизу. Минимальное давление, которое когда либо, наблюдалось в центре ТЦ, 855 гПа. Обычно давление в центре развитых тайфунов и ураганов 950-960 гПа. Глаз образуется в ТЦ, когда давление в центре опускается ниже 985гПа. До настоящего времени четкой связи радиуса глаза с интенсивностью циклона не обнаружена. В глазе ТЦ температура выше, чем в окружении, причем превышение температуры над фоновой (на периферии ТЦ) максимально на изобарических поверхностях 250-300 гПа и составляет 10-12оС. Максимально зарегистрированное значение разности температур равнялась 25оС. Приземная температура в глазе слабо отличается от фоновой [2]. Устоялось прочное мнение, что ТЦ питаются энергией Океана. С этим не поспоришь, но понятно, что первичным источником, конечно же, является Солнце. При этом надо различать КОСВЕННОЕ влияние через аккумулированное солнечное тепло Океаном и ПРЯМОЕ воздействие Солнца на циклон сверху. Отдельный элемент - это влияние непосредственно через воронку "ока урагана", которое действует как гигантский концентратор и световод энергии Солнца и ионосферы Земли (дополнительно возбужденной плазмой солнечной вспышки или возможно иным способом). Механизм тайфуна до конца не изучен, но, ясно, что его нельзя объяснить только потоком энергии снизу (из Океана), необходимо учитывать прямой поток сверху (от Солнца и верхних слоев атмосферы Земли - известно, что в области глаза существует прогиб тропопаузы и непосредственное внедрение масс стратосферы - тоже самое вполне вероятно и для ионосферы с поступлением ее плазмы в воронку ТЦ). Катастрофические ураганы Харви (2017г.) и Катрина (2005 г.) происходили при максимальной солнечной активности, при этом явления подобные ТЦ наблюдались даже на Черном море (2005г.) [1]! Существует множество фотографий тайфунов, но в подавляющем большинстве случаев выход светового потока из «хобота» тайфуна маскируется дождевой, туманной или пыльной завесой и, как отмечалось выше: на нижних уровнях (ниже 1000м) облачность присутствует почти всегда [2]. Традиционные схемы (рис.5,6) объяснений механизма тайфуна крайне противоречивы. Привлечение же понятий «концентрирования» и «светопроводности» воронки и хобота тайфуна вносит определенную ясность в понимание механизма явления. Становятся понятными колебания скорости ветра, соответствующие дневному усилению в пограничном слое атмосферы и ослаблению в ночные часы, а также, превышение температуры над фоновой максимально на изобарических поверхностях 250-300 гПа., т.е. на достаточной высоте от поверхности океана, когда как - приземная температура в глазе слабо отличается от фоновой. Таким образом, «око» или глаз является не просто атрибутом ТЦ, но его главным элементов в функционировании и поддержании стабильности ТЦ, а главное, именно процессы в глазе ответственны за резкие экстремальное усиления ТЦ. На основании натурных наблюдений и численных экспериментов показано, что глаз бури представляет собой достаточно устойчивое образование. Вокруг центрального глаза тайфуна могут происходить достаточно интенсивные случайные или регулярные (суточные) изменения полей метеорологических величин, которые способны исказить форму глаза бури, однако стена глаза и сам глаз бури исчезают лишь при затухании тайфуна или при его трансформации в полярно-фронтовой циклон. Устойчивость глаза обеспечивается равновесием между энергообразующими и диссипативными процессами. Было также отмечено, что перед интенсификацией вихря наблюдается уменьшение диаметра глаза бури, в момент максимальной интенсивности он приобретал ПРАВИЛЬНУЮ ОКРУГЛУЮ ФОРМУ [1]. Отсюда следует, что процессы концентрирования и светопередачи прямой солнечной энергии существенно зависят от состояния глаза и могут проявляться не регулярно, но, главное, в момент максимальной интенсивности ТЦ (см. рис. 7), что особенно хорошо видно на примере урагана Вильма: резкое и внезапное повышение скорости происходит на 12 часов и максимумы спиральности (характеристика интенсивности ТЦ рис.7) приходятся именно на это же время [1]. Рис. 1 Схема механизма ТЦ. Сплошные линии – различные потоки разнонаправленных воздушных масс. Пунктирные линии – потоки солнечной энергии и ионосферы. Рис.2,3,4 Световые явления при атмосферных вихревых процессах. Рис.5,6 Традиционные схемы механизма ТЦ. Рис. 7 Временной ход индекса спиральности в урагане Вильма по данным измерения максимальной скорости ветра. Литература. 1. Глебова Е. С. Структура и эволюция тропических циклонов и их мезомасштабных аналогов в умеренных и высоких широтах. Дисс. кандидат географических наук. МГУ, 2012 2. Хаин А. П., Сутырин Г. Г. Тропические циклоны и их взаимодействие с океаном. –Л.: Гидрометеоиздат,1983 https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=1942098249138780&id=1147741701907776
- Добавил в систему: Рязанцев Георгий Борисович