Как образуются ураганы?

Общими предпосылками возникновения ураганов являются нагретый насыщенный влагой воздух, интенсивные испарения с поверхности океана, конвергенция южных и северных пассатов, нестабильность атмосферы.

Провоцируют образование ураганов стратосферные струйные течения, малоизученные выбросы Солнечной энергии, неравномерность восходящих воздушных потоков.

При верхнем зарождении урагана отдельные вихри возникают и распадаются, проходя точку бифуркации. В модели эта точка характеризуется повышенным акустическим шумом широкого спектра, а также формированием воронки урагана, состоящей из внешних и внутренних образующих.

Внутренняя часть воронки (конуса) состоит из восходящих, спирально вращающихся и расходящихся к периферии конуса потоков. В верхней части эти потоки переходят в нисходящие и далее приповерхностные, устремленные к центру.

Образуется устойчивая структура, обладающая следующими свойствами. Появляется тяговое усилие, направленное к поверхности. Под действием этого усилия центр урагана стремится вниз и по мере приближения к поверхности происходит раскрыв конуса, внешняя образующая приближается к поверхности, охватывая все большую площадь. Заметим, что это происходит только под влиянием поверхностного слоя воздуха и поэтому уплощение раскрытого основания конуса на макете не наблюдается, здесь влияния стратосферы нет.

Формирование устойчивой структуры урагана является первым этапом перехода накопленной потенциальной энергии в кинетическую, также как начало термоядерной реакции водорода под действием сил гравитации в эволюции звездных образований.

В этой структуре совершенно ясно обозначены три фактора: устойчивые и центростремительные потоки, наличие прижимного усилия и раскрытие воронки урагана по мере снижения его к поверхности. Взаимное влияние этих факторов приводит к возникновению положительной обратной связи (ПОС) , усиливающей развитие урагана.

Действительно, центростремительный спиральный поток усиливается по мере уменьшения эквивалентного радиуса в центре урагана (закон сохранения момента вращения) , тем самым, увеличивая отбор энергии с поверхности океана. Мощность урагана увеличивается, увеличивается и прижимное усилие, а так же площадь обдуваемой поверхности, поступление энергии поверхностного воздуха. Этот лавинообразный процесс отбора энергии океана и нижней тропосферы усиливается ограничением сверху, когда ураган не может выйти за пределы стратосферы, и вынужден расширятся. Увеличение диаметра урагана происходит до естественно возможных размеров, когда периферийные ниспадающие потоки настолько удалены от центра, что не могут замкнуться.

В целом структура урагана находится в динамическом равновесии. Внутренний восходящий поток отдает энергию в стратосферу и верхнюю тропосферу, а его периферия - в высокие широты Земного шара. Энергия также расходуется на движение урагана, создание прижимного усилия. Восполнение энергии происходит с помощью внешних центростремительных потоков, собирающих ее с поверхности океана и нижней тропосферы.

Однако, в этой наиболее интенсивной фазе, ураган по аналогии с взрывом сверхновой, может разрушиться. Это происходит в случае преобладания в его структуре притока энергии и невозможности передачи ее в стратосферу или более высокие широты. В качестве примера можно привести ураган «Лаура» , разрушившийся при движении к экватору.

Зрелый ураган, как известно, перемещается со средней скоростью около 20 км/час. Принципиально важным является возможность определения направления движения. Статистика и современные аппроксимации не позволяют определить это точно. В то же время сеть наблюдений можно развить для учета следующих факторов. Эффект присасывания и низкое расположение крыльев урагана приводит к следующему. Океан, охлажденный в центре урагана перестает быть источником энергии, охлаждаясь до глубины в несколько сотен метров.

Легко