Тропические циклоны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа на тему: «Тропические циклоны»

Содержание

Введение

Раздел I. Тропические циклоны и их развитие

1.1 Особенности тропических циклонов

1.2 Причины и закономерности возникновения тропических циклонов

1.3 Строение и признаки прихода тропических циклонов

Раздел II. Динамика и территориальное распространение тропических циклонов

2.1 Характеристика динамических процессов тропических циклонов

2.2 Районы возникновения и пути движения тропических циклонов

Раздел III. Последствия действия тропических циклонов

3.1 Краткая хронология тропических циклонов

3.2 Проблемы исследования тропических циклонов

Выводы

Список использованных источников

Введение

Одной из самых разрушительных катастроф на земле являются тропические циклоны. Проблема тропических циклонов актуальна на данный момент, так как от их действия страдает много районов, а информации о тайфунах мы знаем очень мало.

Ежегодно тропические циклоны забирают тысячи человеческих жизней, приносят миллионные убытки. Так, например, в августе 2005 года буйствовал ураган «Катрина» (Hurricane Katrina) -- один из наиболее разрушительных ураганов в истории США. В результате стихийного бедствия погибли 1836 жителей, экономический ущерб составил 81,2 млрд. долл.

ЦЕЛЬ: исследовать и изучить особенности тропических циклонов.

ЗАДАЧИ:

1. Выяснить особенности и признаки приближения тропических циклонов.

2. Дать характеристику строения тропических циклонов.

3. Выяснить причину и закономерности возникновения тропических циклонов.

4. Дать характеристику динамики и территориального распространения тропических циклонов.

5. Выяснить последствия действия тропических циклонов.

Объект: тропические циклоны.

Предмет: генезис тропических циклонов; структура тропических циклонов динамика и территориальное распространение тропических циклонов; эволюция тропических циклонов.

Гипотеза: тропический циклон возникает при определенных температурных условиях вод Мирового океана.

Программа исследования:

1. Теоретико-методологический анализ.

2. Описание особенностей тропических циклонов.

3. Причины и закономерности возникновения тропических циклонов.

4. Характеристика строения тропических циклонов.

5. Характеристика динамики и территориального распространения тропических циклонов.

6. Последствия действия тропических циклонов.

Методы:

1. Литературный - проанализировать литературу по теме.

2. Анализ - проанализировать строение тропического циклона.

3. Картографический - проанализировать карты распространения тропических циклонов.

4. Синтез - установить взаимосвязь между структурой и физическими свойствами тропических циклонов.

5. Метод описания - дать описание динамических процессов тропических циклонов.

6. Исторический - проанализировать тропические циклоны прошлых годов.

7. Дедукции - выявить закономерности распространения тропических циклонов.

8. Индукции - рассмотреть взаимосвязь структуры и динамики тропических циклонов.

9. Обобщения - сделать выводы по теме.

Раздел I. Тропические циклоны и их развитие

1.1 Особенности тропических циклонов

Тропический циклон -- циклон, образовавшийся в тропических широтах -- атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением в центре. В отличие от внетропических циклонов, часто сопряжён со штормовыми скоростями ветра. В тропических циклонах северного полушария вращение воздушных потоков происходит против часовой стрелки, а и циклонах южного полушария -- по часовой стрелке при наблюдении сверху [2]. На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии обычно используется название Тайфун. Это слово происходит от английского typhoon, родственного с греч. ????? и арабским ШжЭЗд. Не исключено также родство с китайским (taifзng). Тропические циклоны также часто называют ураганами (исп. huracan, англ. hurricane), по имени индейского бога ветра Huracan. Такое название особенно распространено в Северной и Южной Америке. Принято считать, что шторм переходит в ураган при скорости ветра более 120 км/час, при скорости 180 км/час ураган называют сильным ураганом [10].

Слово "циклон" греческого происхождения означает "кольцо змеи", этим подчеркивается круговое вращение воздуха в циклоне. Слова "ураган" и "тайфун" на языках аборигенов островов Карибского моря и Центральной Америки и, соответственно, жителей Юго-Восточной Азии означают "сильный ветер" -- явление, особенно характерное для этих огромных вихрей тропических стран.

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 28⁰С. Ниже 5⁰ 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 [1].

1.2 Причины и закономерности возникновения тропических циклонов

Тропические циклоны возникают главным образом во внутритропической зоне конвергенции над перегретыми океаническими площадями. При этом такая зона конвергенции должна находиться не менее чем в 5° от экватора (в подавляющем большинстве случаев не менее чем в 10° от экватора), чтобы отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) была достаточно велика.

Тропические циклоны, как и внетропические, возникают при неустойчивости атмосферы, наличии зоны низкого давления, окружённой воздушными массами с нормальным или повышенным давлением (антициклонами). Такая ситуация возникает при нагревании воздуха на значительной территории, что понижает его плотность и, соответственно, атмосферное давление. Насыщение воздуха влагой хоть и незначительно, но тоже понижает плотность воздушной смеси. Возникающие локальные воздушные потоки, ориентируясь в направлении постоянных атмосферных потоков и под воздействием сил Кориолиса, начинают закручиваться в спираль. Чередующиеся участки холодного и тёплого воздуха, разделённые фронтами, по этой спирали начинают втягиваться в образовавшуюся зону пониженного давления. Так возникают циклоны. Тёплый влажный воздух при этом поднимается вверх, преодолевает точку росы, выделяет теплоту конденсации и продолжает двигаться вверх, отклоняясь и расходясь по сторонам [12].

Когда циклон уже набрал силу, непрерывное пополнение энергии происходит за счет подъёма больших масс теплого воздуха и скрытой теплоты конденсации. Однако возникают вопросы по поводу механизма зарождения циклона. Локальные перепады температуры и давления в тропиках не настолько велики, чтобы только эти факторы могли сыграть решающую роль в возникновении циклона, столь значительно ускорить воздушные потоки.

Вероятно, в районе зарождения тропических циклонов складывается следующая ситуация. Отсутствие сколько-нибудь существенных движений воздушных потоков (так называемое "затишье перед бурей") создаёт условия для прогревания воздуха и насыщения его влагой над водной поверхностью. Постепенно влажный тёплый воздух поднимается на всё большую высоту. Расширяясь и охлаждаясь, влажный воздух достигает точки росы и в условиях безветрия остаётся в состоянии переохлаждённого пара, продолжая всё больше охлаждаться (тем самым создаются условия для лавинообразной конденсации за счёт нейтрализации охлаждённым воздухом скрытой теплоты конденсации). Недостаточное количество центров конденсации (пылинок, солевых частиц) здесь тоже имеет значение. Нарушить это неустойчивое состояние может даже незначительный поток воздуха. Начавшийся процесс конденсации вызывает резкое локальное понижение давления. Туда устремляются уже более быстрые потоки, всё более ускоряя процесс конденсации, вовлекая всё новые и новые воздушные массы с переохлаждённым паром. Затишье вдруг сменяется шквальным ветром (шквалом). Причину этого шквалистого ускорения потоков невозможно было бы объяснить только подъёмом тёплого влажного воздуха. Когда тропический циклон уже сформируется, перепады температуры и давления на разных высотах и процессы выделения скрытой теплоты конденсации (то есть вся запасённая потенциальная энергия) будут играть уже существенную роль в развитии циклона [6.

1.3 Строение и признаки прихода тропических циклонов

Тропические циклоны выделены в отдельную группу, так как они отличаются от прочих внетропических циклонов своим возникновением, развитием и некоторыми особенностями структуры.

Обычно тропические циклоны имеют небольшой (по сравнению с другими циклонами) размер, составляющий около 200-300 километров в диаметре, в то же время давление в центре циклона опускается до 0,95 (а иногда и до 0,9) атмосфер, оба эти фактора обеспечивают очень большие барические градиенты. Ветры достигают силы шторма и урагана. Сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли) является причиной возникновения вращения циклона, следовательно, ветры в тропических циклонах северного полушария дуют против часовой стрелки, а южного полушария -- по часовой стрелке 9.

Перед приближением тропических циклонов небо заволакивают тонкие перистые облака. Закат красного цвета. Атмосферное давление понижается, воздух становиться сырым, поднимается сильный ветер и начинается дождь 11.

Скорость ветра в спиральных завихрениях воздуха достигает 240-320 км/ч. В штилевом центре, «глазе» циклона находится тёплый воздух, который опускается к поверхности земли (или воды). Размеры такого глаза в поперечнике могут быть от 6,5 до 48 км. Наличие в центре тёплого воздуха способствует понижению атмосферного давления у поверхности. Тёплый влажный воздух закручивается спиралью вокруг «глаза». Конденсация вызывает образование кучево-дождевых облаков, сопровождаемое выделением тепла, что в свою очередь усиливает спиральное восхождение воздуха вокруг центра циклона 22.

В нижних слоях воздушные массы втекают внутрь циклона, в высоких слоях эта конвергенция (сходимость) поля ветра перекрывается ещё более сильной дивергенцией (расходимостью). Это приводит к сильному восходящему движению воздуха во всей области циклона и к развитию мощной облачной системы с обильными ливневыми осадками и грозами 8.

От мощных облаков свободна только небольшая (диаметром от 8 километров) внутренняя часть циклона, называемая глаз бури или глаз тайфуна.

“Глаз” тайфуна обычно имеет форму круга со средним диаметром 8 --15 км, а в некоторых случаях достигает исключительных размеров. Так, например, у тайфуна Кармен (1960) диаметром 1500 км и высотой 15 км был “глаз” эллиптической формы в поперечнике 320 км. Скорость ветра в тропическом циклоне до 400 км/ч. При этом воздух приобретает необычную плотность. По выражению капитана одного из кораблей, попавших в тайфун, на нос его судна обрушился ветер, “сделанный из металла” 13.

Сформировавшиеся тропические циклоны движутся вместе с воздушными массами с востока на запад, при этом постепенно отклоняясь к высоким широтам.

Основной источник энергии тропических циклонов -- выделение тепла при конденсации водяного пара в восходящем воздушном потоке, этим так же объясняется то что, попадая на сушу, они быстро затухают. Также известно, что для зарождения циклона температура у поверхности воды должна подняться минимум до 27°С.

Часть тропических циклонов выходит за пределы тропиков, поворачивая при этом к востоку и их свойства, в дальнейшем приближаются к свойствам внетропических циклонов [15].

Ураганная активность в Атлантике обычно наблюдается с начала июня по конец ноября, время существования тропических циклонов может достигать трех недель. По подсчётам метеорологов, в районе Атлантики в среднем за сезон образуется 10 тропических штормов, из них 6 превращаются в ураганы, а два -- в сильные ураганы.

Тайфуны обычно сопровождаются ливневыми дождями чрезвычайной силы. Интенсивность ливней иногда приводит даже к изменению солености морской воды вокруг островов. При урагане в 1906 г. на острове Ямайка за четверо суток выпало 2,43 м воды, в Техасе -- 0,58 м в одни сутки (для сравнения укажем, что среднее количество осадков в Москве составляет 0,5 -- 0,7 м в год). Такие дожди могут вызвать чудовищные наводнения. В 1899 г. на маленький остров Пуэрто-Рико, имеющий примерно 90 км в длину и 50 км в ширину, в результате урагана обрушился ливень общим весом 2600 млн. т [5].

Во время тропических циклонов перепад давлений достигает 80 мм рт. ст. и более.

Раздел II. Динамика и территориальное распространение тропических циклонов

2.1 Характеристика динамических процессов тропических циклонов

Средний тропический циклон, как подсчитали ученые, живет около 6 суток. Бывают и отклонения, когда его жизнь длится несколько часов, а то и две недели и даже месяц. Весь цикл жизни тропического циклона принято делить на четыре стадии: формирование, молодого циклона, зрелую и затухания [4].

В стадии формирования тропическое возмущение дает начало замкнутому вихрю. Пока этот вихрь еще слаб: ветер не достигает ураганной силы, давление в центре редко падает ниже 1000 мбар. «Углубление» циклона длится несколько суток, но иногда развитие вихря напоминает взрыв: в течение всего лишь 12 часов оформляется циклон с четко очерченным глазом бури.

Молодой циклон. Так называют обычно циклон умеренных широт в начальной стадии развития, т.е. вполне оформившийся замкнутый вихрь, но отличающийся по структурным особенностям от зрелого циклона. Применительно к тропическому циклону это означает, что давление в центре вихря стремительно падает и становится значительно ниже 1000 мбар., а ураганные ветры охватывают центр со всех сторон. Облака и зоны осадков начинают организовываться в характерные спиральные полосы. Однако циркуляция тропических циклонов на этой стадии распространяется еще на небольшую область. Так, ветер ураганной силы отмечается лишь в радиусе 30 - 50 км от центра.

В зрелой стадии циклона давление в центре прекращает падать и ветры не усиливаются. Зато теперь тропический циклон бушует над огромным пространством: радиус ветров ураганной силы может достигать 200 - 300 км, а вся циркуляция шторма - захватывать зону до 2000 км в диаметре. На картах погоды циклон теряет симметрию: справа от центра (по движению) его сила особенно велика. В зрелой стадии циклон может пребывать неделю, а то и больше. Это апогей тропического циклона.

Затухание. Умирают тропические циклоны неодинаково. Большая их часть, подчиняясь неумолимым законам физики, попадает в умеренные широты, где за недостатком питания - тепла и влаги - обычно резко уменьшается в размерах и наконец полностью исчезает. Некоторые циклоны оказываются над континентом (пусть даже в тропиках) и также гибнут, лишившись поддержки океана. А порою тропический циклон умело приспосабливается к изменившейся обстановке: теряет тропические свойства. Например, глаз бури, и приобретает качества внетропического циклона. Иногда происходит его слияние с располагающимся неподалеку циклоном умеренных широт. Во всех этих случаях, лучше говорить не о какой-то регенерации тропического циклона, а о его исчезновении и возникновении (или усилении) на его месте внетропического циклона [16].

Есть еще одна система членения тропических циклонов, на сей раз не по стадиям, а по интенсивности их циркуляции.

Сформировавшийся из любого тропического возмущения замкнутый вихрь получает название тропической депрессии, если скорость ветра в нем не превышает 17м/с. На зарубежных картах погоды такие образования обозначают буквами ТО. Вихрь большей интенсивности - тропический шторм, если скорость ветра в нем 17-33 м/с (символ Т8). Только циклоны, достигшие силы тропического шторма, получают собственное имя.

И наконец, тропический циклон со скоростью ветра 34 м/с и более приобретает полные права гражданства и нарекается ураганом или тайфуном (в зависимости от части света, где он обнаруживается). Конечно, два гиганта, помеченные буквой Т на синоптической карте погоды, один с ветром 34 м/с, а другой 60 м/с в сердцевине, могут привести к совершенно различным последствиям. Поэтому иногда особо выделяют группу мощных ураганов или тайфунов, скорость ветра в которых превышает 60 м/с [23].

2.2 Районы возникновения и пути движения тропических циклонов

Тропические циклоны возникают в низких широтах субтропических областей океанов: северное полушарие: Тихий океан к востоку от Филиппин и Южно-Китайское море, Тихий океан к западу от Калифорнии и Мексики, Атлантический океан к востоку от Больших Антильских островов, Бенгальский залив и Аравийское море; южное полушарие: Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи, Индийский океан к востоку от Мадагаскара и к северо-западу от Австралии [27]. Тепло, требующееся для их зарождения, всегда в достаточном количестве содержит теплый в этих районах океан. Но там, где температура воды составляет менее 27°С, тропические циклоны зарождаются с трудом. Так, они никогда не возникают над Южной Атлантикой. Не образуются они и в экваториальном поясе, между 5° с. ш. и 5° ю. ш. Мы еще не знаем точно, почему это так, но можно полагать, что, поскольку на экваторе не действует сила Кориолиса, здесь не может существовать та циркуляция воздуха, которая необходима для образования тропического циклона.

Слабые ветры и теплый воздух в районе экватора приводят к возникновению здесь обычных волновых циклонов, которые, в конце концов перерождаются в тропические циклоны. Конечно, не все волновые циклоны становятся тропическими, но со многими из них, это случается, особенно в конце лета и осенью.

В летние месяцы в районе Бермудских и Азорских островов располагается почти неподвижный антициклон. Район, лежащий к югу от этого антициклона, служит очагом зарождения тропических циклонов, приходящих в США. Антициклон представляет собой область, в которой имеет место определенная циркуляция воздуха. В северной части этой области господствуют умеренные ветры системы западного переноса. На южном же ее фланге дует восточный пассат тропического пояса. Антициклон сформирован там, где господствуют нисходящие движения воздуха, создающие субтропический пояс повышенного давления [19].

Преобладающие восточные ветры перемещают тропический циклон, достигший зрелой стадии, на запад и северо-запад. Скорость перемещения его к моменту вступления на континент составляет 16-48 км. Проходя над водной поверхностью, тропические циклоны пополняют запас энергии за счет поступления теплого и влажного воздуха. Но когда они выходят на сушу, то отдают ей часть своей энергии и постепенно теряют силу. В случае же если тропические циклоны, пройдя остров, вышли на водную поверхность, они снова получают энергию и усиливаются [17].

В Атлантике основное гнездо тропических циклонов опять -- таки лежит в северном полушарии, это западная часть океана, Карибское море и Мексиканский залив. Здесь за год возникает в среднем примерно 8, редко более 10 тропических циклонов (максимальное число, 21, было отмечено в 1933 году) [20].

Через Кубу крупные тропические циклоны проходят в среднем каждые два года. С 1800 года 81 раз они обрушивались на остров, причем чаще в октябре и сентябре.

Наблюдаются тропические циклоны и в Индийском океане: в Бенгальском заливе, Аравийском море, возле Мадагаскара и у западных берегов Австралии. Австралию тропические циклоны беспокоят и с севера, из района Корралового, Тиморского и Арафурского морей. В каждом районе тропические циклоны имеют, конечно, свои особенности (например, в западной части Тихого океана их размеры, глубина и разрушительная сила наибольшие), но по существу представляют собой одно природное явление.

Двигаясь над океаническими водами, ураганы являются и в более высоких широтах. Тропические циклоны Атлантики добираются до широты Нью-Йорка и даже Канады. Известны случаи, когда огромные тропические вихри, зародившись на 15-20° северной широты, описывали определенную территорию и через 10-15 дней доходили почти до Европы. Встречаются случаи, когда тайфуны обрушивались на Владивосток, Сахалин и Курильские острова, иногда даже Камчатку [18].

тропический циклон тайфун ураган

Раздел III. Последствия действия тропических циклонов

3.1 Краткая хронология тропических циклонов

Разрушительная деятельность тайфунов и ураганов осуществляется вследствие совместного действия колоссальной силы ветра, огромного количества выпадающих осадков, штормового подъема уровня океана и образующихся гигантских волн.

Шкала Бофорта для унифицированной оценки состояния моря от одного (спокойное море) до 12 баллов (ураган - море белое от пены и волн, достигающих высоты 15м) оказалась непригодной для характеристики скорости ветра при тайфунах и ураганах. К этим 12 балам было добавлено еще 5; последний 17 балл соответствует скорости ветра 460 км/час [25].

Современные приборы не способны регистрировать скорость ветра более 300 км/час. Рекордной считается скорость приблизительно 400 км/час, при этом подразумевается не мгновенный порыв, а ветер, дующий в течении 5 минут. Отдельные порывы имеют скорость на 20 - 30 % больше.

В тропических циклонах нередко скорость ветра достигает 300 -- 400 км/час. Такие скорости не поддаются измерениям. О них судят по разрушениям, которые оставляют после себя циклоны. Часто при прохождении этих ураганов выпадают проливные дожди и град. Водопады, низвергающиеся с неба и сопровождающиеся ревом ветра, наводят ужас. Известны случаи, когда в районах будущих тайфунов поверхности бухт покрывались мертвой рыбой, погибшей от избытка пресной воды [3].

Тропические циклоны на пути движения наносят огромный материальный ущерб и уносят немало человеческих жизней.

Жителям Филиппинских островов, Индокитая и Японии слово «тайфун» известно с незапамятных времен. Много жертв имеют на своем счету тайфуны Бенгальского залива. Они способствуют возникновению штормовых потопов, которые затопляют низменные, густо населенные побережья.

Известны случаи, когда один тайфун уносил тысячи человеческих жизней, например, от тайфуна Вера в сентябре 1959 г. погибло 5500 человек. Это число существенно возрастет, если учитывать людей, погибших позднее от голода и болезней.

Ущерб, наносимый материальным ценностям, можно условно разделить на прямой и косвенный, Прямой -- это ущерб, который проявляется непосредственно во время действия шторма (разрушение зданий, пожары, гибель урожая и т, п.). Косвенный -- это ущерб, который проявляется в течение длительного времени после прохождения тайфунов и ураганов над островами и континентами. Например, отсутствие урожая в течение нескольких лет на тех полях, с которых унесло поверхностный слой почвы, сокращение производства на разрушенных заводах и фабриках. Сумма косвенного ущерба, наносимого тропическим циклоном, может в несколько раз превышать сумму прямого ущерба. Многолетняя статистика наблюдения за тропическими циклонами позволила выявить некоторые закономерности, связывающие размер приносимого ущерба с физическими характеристиками тропических циклонов. Это позволяет составить приблизительное представление о масштабах надвигающегося бедствия [7].

Биологическое значение циклонов заключается в их способности переносить на огромные расстояния семена растений, а иногда -- довольно крупных животных. По-видимому, именно эти ветры содействовали заселению многих вулканических и коралловых островов, возникавших в просторах океанов, и миграции растений и животных. Ураган 1865 г. принес на Гваделупу пеликанов, ранее там неизвестных.

Знаменитый Великий ураган в октябре 1780 г. уничтожил город Саванну-ла-Мар (штат Джорджия, США). По свидетельству очевидца, жители окаменели от изумления, увидев приближение небывалой волны; одним гигантским шквалом сметая все препятствия, она залила город и снесла все и вся. Через семь дней буря достигла максимальной силы. Она совершенно опустошила остров Сент-Люсия, где 6000 человек погибло под развалинами, и потопила стоявший на якоре у острова английский флот. Море здесь поднялось так высоко, что затопило флот и, принеся на гребне одной из своих гигантских волн корабль, бросило его на морской госпиталь, разрушив здание тяжестью судна. Затем ураган направился к острову Мартиника, где было потоплено 40 французских транспортных судов, перевозивших 4000 солдат. Были опустошены также расположенные к северу острова Доминика, Сент-Эстатиус, Сент-Винсент, Пуэрто-Рико и потоплено большое число кораблей, оказавшихся на пути циклона [31].

В ночь на 13 ноября 1970 г. невероятный по силе тайфун обрушился на прибрежные районы Восточного Пакистана (с 1971 г. Народная Республика Бангладеш). Поднятая ветром мощная волна высотой до 8 м прошла над цепью густонаселенных островов. Это была колоссальная водяная стена, кипящая и бурлящая, огромный водяной вал, который выбросил океан. Сметая все на своем пути, она ударила по побережью и вместе с ураганным ветром принесла катастрофические разрушения. Несколько часов эти острова и часть материкового побережья находились под водой. Последствия тайфуна катастрофичны: сорваны мосты, разрушены шоссейные и железнодорожные магистрали, целые поселки уничтожены полностью вместе с жителями. По сообщениям газет, от тайфуна пострадало в общей сложности более 10 млн. человек. Число погибших превысило полмиллиона, а по некоторым сведениям около миллиона человек. Случилось одно из самых сильных стихийных бедствий за всю историю человечества [26].

Необычайной силы ураган обрушился в 1974 г. на 11 штатов Северной Америки. Сея смерть и разрушения, ураган и сопутствовавшие ему смерчи за 8 часов оставили на своем пути, по опубликованным данным, 350 убитых, тысячи раненых и пропавших без вести. В штатах Иллинойс, Индиана, Огайо, Кентукки, Западная Вирджиния, Вирджиния, Теннесси, Северная Каролина, Алабама и Джорджия были разрушены сотни жилых домов и магазинов, школ, больниц и церквей. Материальный ущерб, по неполным данным, оценивается в 1 млрд. долл. Среди наиболее сильно пострадавших от урагана -- город Зиния в штате Огайо. По свидетельствам очевидцев, ураган обрушился внезапно около 5 час. вечера, прогрохотал, как несущийся с огромной скоростью пассажирский поезд. В городе с 25-тысячным населением полностью или частично было разрушено свыше 70% зданий, в том числе университет штата. Город Бранденберг перестал существовать. В Алабаме стерты с лица земли города Джаспер и Гуин [35].

В канун 1975 г. тропический циклон “Трэйси” почти полностью разрушил столицу северной территории Австралии Дарвин -- город с населением 44 тыс. человек. Сила ветра достигала скорости 260 км/ч. Ураган срывал крыши с домов, словно мячики, перебрасывал по улицам туристские автобусы. Многочисленные коттеджи разваливались под напором ветра, как карточные домики. Но едва ли более устойчивыми оказались административные здания и многоэтажные отели. В горы щебня и обломков превращен деловой центр Дарвина. Уничтожена расположенная близ города крупная военно-морская база. Несколько кораблей затонуло [30].

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.

В начале третьей декады сентября в юго-восточной части Тихого океана возник тайфун Кэй, в центре которого скорость ветра достигала 30-40 м/с.

Были тропические циклоны и в последующие годы, как в северном, так и в южном полушарии. Очень разрушительными оказались, в частности, тропические циклоны Эйлена, обрушившийся 10 января 1983 года на Коморские острова в Индийском океане, и Андри, причинивший большие разрушения на северо-западном побережье острова Мадагаскар в Индийском океане [34].

"Урожайным" на тропические циклоны был и 1985 год: в Южно-Китайском море за лето и осень этого года прошло семь тропических циклонов - тайфунов, вызвавших катастрофические наводнения и человеческие жертвы в прибрежных районах Вьетнама и КНР.

Один из тайфунов, Ли, проник далеко на север на Корейский полуостров и, превратясь в обычный циклон, принес с собой в середине августа обильные дожди на территорию Советского Приморья.

Еще один тайфун 10-12 сентября уничтожил треть урожая фруктов и причинил ущерб около 90% посевных площадей на японском острове Хонсю.

В конце октября тайфун Салинг унес жизни более 60 жителей острова Лусон на Филиппинах и нанес ущерб более чем в 700 млн. песо крестьянским хозяйствам острова. Почти одновременно в другом полушарии, в Мексиканском заливе, возник еще один тропический циклон - ураган Хуан, от которого сильно пострадали жители нескольких прибрежных штатов США, а месяцем позже - ураган Кейт, вызвавший наводнения и значительные разрушения на севере Кубы и в США. Ураган Кейт по интенсивности и размерам ущерба, причиненного о. Куба и побережью полуострова Флорида, оказался одним из самых свирепых за последние 50 лет; порывами ветра и набегающими на берег океанскими волнами были разрушены многие тысячи домов, из зон бедствия пришлось эвакуировать более миллиона человек, были и человеческие жертвы [33].

Тропический циклон «Жанна» (сентябрь 2004) -- Карибское море, Гаити. По сообщению агентства Ассошиэйтед Пресс, число погибших в результате ливней, наводнений и оползней на острове Гаити, вызванных ураганом «Жанна», может достигнуть 2000 человек. По состоянию на 23 сентября, известно уже о почти 1100 жертвах, ещё 1250 человек числятся пропавшими без вести. Самое большое количество жертв -- в городе Гонаив в северной части острова. По данным властей, здесь погибли 1013 человек. Представители Красного Креста опасаются распространения эпидемий через воду, в которой по нескольку дней находились тела утонувших людей. Уровень воды местами превышает четыре метра, и по мере её спада обнаруживаются всё новые жертвы. Президент Гаити назвал происходящее гуманитарной катастрофой и попросил международное сообщество о помощи. В мае 2004 остров уже перенёс одно из самых страшных наводнений за всю историю, в результате которого погибло около 2,5 тыс. человек.

Ураган «Катрина» (Hurricane Katrina) -- один из наиболее разрушительных ураганов в истории США. В результате стихийного бедствия погибли 1836 жителей, экономический ущерб составил 81,2 млрд. долл. Физические характеристики. До того, как он достиг побережья США, ему был присвоен 5-й уровень опасности по Шкале ураганов Саффира-Симпсона. К счастью, примерно за 12 часов до встречи с побережьем ураган ослабел до уровня 4-й категории. Скорость ветра во время урагана достигала до 280 км/ч (по другим сообщениям 62 м/с (?223 км/ч). 27 августа 2005 прошёл над побережьем Флориды недалеко от Майями и повернул в сторону Мексиканского залива. 29 августа 2005 достиг юго-восточного побережья США в районе штатов Луизиана и Миссисипи. Из-за расположения ниже уровня моря, многие города юго-восточного побережья США оказались затопленными. В Новом Орлеане это произошло с 80 % территории города, многие здания обрушились. Экономический ущерб составил $125 млрд. (оценка, 2007). Около 800 тысяч человек остались без электроэнергии и телефонной связи. Официально подтверждённое число жертв составило 1407 человек, по более поздним данным 1600, из них более 720 -- в Новом Орлеане; кроме того, на декабрь 2005 года 47 человек пропали без вести. Более четверти населения Нового Орлеана (150 тыс. чел) до сих пор не вернулись в город (август 2006) [34].

14 марта 2007 года Мадагаскар снова испытал на себе удар стихии. На северо-восточное побережье острова вышел очередной тропический циклон - «Индлала», по своей силе достигавший 3 категории. Скорость ветра в этом циклоне достигала 115 узлов с порывами до 140 узлов. По сообщениям информационных агентств, за прошедшие дни этот циклон унес жизни 36 человек, 53 тысяч 750 человек остались без крова. С декабря 2006 г. циклон «Индлала» стал четвертым по счету, обрушившимся на Мадагаскар. 19 марта 2007 г. он оставил остров. В то время как на севере острова из-за мощных циклонов отмечаются разрушительные наводнения, его южная часть переживает засуху и голод. Сезон циклонов в южной части Индийского океана обычно длится с ноября по март. Но сезон 2006/07 гг. отличается от предыдущих большей активностью [38].

7 октября 2008года Мексика оказалась буквально в тисках тропических циклонов. В Мексиканском заливе сформировался тропический шторм Марко. Порывы ветра достигали 27 м/с. Шторм «Марко» вплотную подошел к побережью. Принес проливные дожди. По другую сторону Мексики, над акваторией тихого океана, другой циклон - ураган «Норберт» [37].

3.2 Проблемы исследования тропических циклонов

Трудность исследования тропических циклонов объясняется, прежде всего, тем, что в процессе проведения научного эксперимента необходимо оперативно решать задачи их обнаружения и доставки научной измерительной аппаратуры в любой район Земли. Более того, нужно решать задачи сбора и обработки научной информации, определения пространственных координат аэростатных зондов и океанических буев.

Эти задачи могут быть успешно решены методом оперативного зондирования параметров атмосферы и океана, основанным на последних достижениях космической техники.

Разработка космической системы контактного зондирования параметров атмосферы и океана начинается с анализа характеристик тропических циклонов, которые оказывают влияние на выбор характеристик как осей системы зондирования в целом, так и отдельных ее элементов. Набор таких характеристик тайфунов с указанием числового диапазона изменения каждой из них мы будем называть модельными, характеристиками. К их числу можно отнести: физические характеристики (вертикальные и горизонтальные размеры, скорость ветра, температуру и давление воздуха внутри тайфунов, время существования тропических циклонов); районы их возникновения; частоту появления; характер траекторий движения [21].

Ранее были приведены сведения о некоторых из перечисленных модельных характеристик. Однако это носило описательный характер, поясняющий особенности изучаемого метеорологами нестационарного атмосферного явления.

Общая схема прохождения информации от бортовых приборов наблюдения к наземному оператору. Традиционные методы дистанционного зондирования земной поверхности из космоса предусматривают на борту спутника аппаратуры для регистрации поступающей от приборов наблюдения информации. После вхождения спутника в зону видимости наземных пунктов наблюдения эта информация передастся по телеметрической радиолинии бортовым программно-временным устройством, управляющим работой приборов дистанционного наблюдения и режимами работы аппаратуры передачи данных на наземные приемные пункты. Далее эта информация обрабатывается и анализируется оператором для выявления признаков, характеризующих искомые атмосферные аномалии. Для передачи информации с орбиты на Землю она должна быть соответствующим образом изменена на борту, а после получения на наземных пунктах восстановлена в удобной форме. Для этого информация сначала проходит на Земле предварительную обработку с контролем правильности работы телеметрического канала. Схема регистрации, передачи и обработки телеметрической информации на Землю выглядит так: сначала до приемной станции она регистрируется на магнитной ленте и передается с магнитных носителей в ЭВМ, где ее предварительно обрабатывают и контролируют; после этого ее представляют в виде, удобном для анализа наземным оператором.

Поскольку объем информации, поступающей с борта, велик, то хорошая оперативность обработки достигается только при высокоскоростных каналах передачи данных [36].

В настоящее время далеко еще не во всем ясна тайна тропических циклонов, несмотря на то, что над этой проблемой ломает голову не одно поколение ученых. До сих пор до конца не выяснены необходимые и достаточные условия возникновения и развития тайфунов. Не ясен также механизм начального импульса, приводящего в движение систему. Непонятны физические процессы, которые сопутствуют развитию тайфуна в различных его стадиях. Весьма важными являются вопросы о траекториях движения тропических циклонов, о том, каким законам подчиняется их движение, чем отличаются друг от друга траектории перемещения тайфунов в различных районах Земли, как изменяются эти траектории по временам года, точность их прогнозирования [31].

Создан ряд теории, объясняющих перечисленные проблемы тропических циклонов, однако, например, теория, объясняющая происхождение и развитие такого интересного явления, как глаз тайфуна развита слабо. И вообще многие вопросы в этой области науки остаются нерешенными. Развитие теории заметно тормозится из-за недостатка наблюдений, особенно в тропиках и над океаном. Наиболее трудно проследить, в каких условиях происходит зарождение тропических вихрей, были ли возмущения в этот момент и какие именно.

Наиболее удобно изучать тайфуны с помощью стационарных наземных метеорологических станций, расположенных на небольших островах [24].

Помимо основных метеорологических станций, широкое развитие получили станции наблюдения и изучения тайфунов, расположенные на побережье крупных островных континентов. Наибольшее развитие такие станции получили в странах, подвергающихся систематическому воздействию тропических циклонов. Такие службы существуют в США, Японии. Индии, Вьетнаме, Китае, Австралии и других государствах.

Выводы

Изучение тропических циклонов показало:

1. Циклон - это атмосферный вихрь, воздух в котором движется из области пониженного давления, в центре, в область повышенного давления, на периферии.

2. Главное условие возникновения тропических циклонов - температура океана, над которым он образуется должна превышать 27 С.

3. Основными районами зарождения тропических циклонов являются Карибское море, Мексиканский залив, западные районы Мексики, |Филиппинские острова, Южно-Китайское море, Бенгальский залив и южные районы Индийского и Тихого океанов.

4. В жизни тайфунов выделяют четыре стадии: формирование, молодого циклона, зрелого и затухания.

5. Средний тропический циклон живет около шести суток. Бывают и отклонения, когда его жизнь длится от нескольких часов до нескольких недель и даже месяца.

6. Физические свойства тропических циклонов - одинаковые температуры, давление, скорость ветра, характеристики облачности.

7. В тропических циклонах скорость ветра достигает 300 - 400 км / час . Такие скорости не поддаются измерению.

8. В тропических циклонах ветер вокруг глаза вращается в северном полушарии против часовой стрелки, а в южном - по часовой стрелке.

8. Тропические циклоны - явление сезонное, они чаще всего формируются летом и осенью.

10. Энергия одного тропического циклона примерно равна энергии, освобождающейся при одновременном взрыве четырехсотдвадцати -- мегатонных бомб.

11. Тропические циклоны не могут переходить из Северного полушария в Южное и наоборот. Это связано с тем, что в экваториальных широтах очень мало силы Кориолиса и, следовательно, мал и закручивающий момент, необходимый для создания замкнутой циркуляции.

12. Тропические циклоны активно вмешиваются не только на созданное людьми, но и в географию, меняя рельеф и очертания земной поверхности. Иногда после атаки урагана и тайфуна исчезают с лица Земли целые коралловые острова (правда небольшие), вместе с покрывавшими их поверхность пальмами и прочей растительностью.

13. В исследовании тропических циклонов остается очень много необъяснимых фактов.

Список использованных источников

1. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде - Гидрометиоиздат, 1982 - 240 с.

2. Большая энциклопедия. - М.: Дрофа, 2011. - 1359 с.

3. География энциклопедия. - М.: «Росмен», 2009. - 128 с.

4. Гринин А.С., Новиков В.Н. Экологическая безопасность. Защита территории и населения при чрезвычайных ситуациях. Учебное пособие. - М.: Фаир-Пресс, 2002. - 336 с.

5. Дымников В.П., Филатов А.Н. Устойчивость крупномасштабных атмосферных процессов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 236 с.

6. Зверев А.С. Синоптическая метеорология. - Л., 2007. - 367 с.

7. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: Феникс, 2010. - 576с.

8. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. - Л., 1984. - 271с.

9. Матвеев Л.Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 295с.

10. Л. С. Минина «Тропические циклоны» 1974 №3

11. Монин А.С. Введение в теорию климата. - Л., 1982. - 321с.

12. Неєлова Л. Душа циклону // Краєзнавство. Географія. Туризм. 2009. № 42. С. 4 - 6

13. Петросянц М. А. Синоптическая метеорология тропиков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1992.-362с.

14. Пудов В.Д., Петріченко С.А. Зв'язок між еволюцією тропічних циклонів північно-західної частини Тихого океану і явищем Ель-ніньо //Океанологія. 1998. Т. 38 №4. С. 496 - 501.

15. Рамедж К. Метеорологія мусонів. Л.: Гідрометеоіздат. 2006. - 335с.

16. Ріль Г. Клімат і погода в тропіках. Л.: Гідрометеоіздат. 1984. - 606 с.

17. Ситников І.Г., Похил А.Е., Тунеголовец В.П. Тайфуни // Природні небезпеки . Т.5. Гідрометеорологічні небезпеки. Під ред. Голіцина В.С., Васильева А.М.: Видавнича фірма "КРУК". 2011. С. 84-126.

18. Семенов Е.К., Корнюшин О.Г. Атлас характеристик циркуляции в тропосфере и нижней стратосфере тропической зоны. - М.: Гидрометеоиздат, 2012. - 189 с.

19. Тараканов Г.Г. Тропическая метеорология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 372с.

20. Хаїн А.П., Сутирін Г.Г. Тропічні циклоні і їх взаємодія з океаном Л.: Гідрометеоіздат. 2003. - 272 с.

21. Хаин А.П. Математическое моделирование тропических циклонов. - Л.: Гидрометеоиздат, 2012. - 252 с.

22. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. - М., 1994. - 364с.

23. Шакина Н.П. Динамика атмосферных фронтов и циклонов. - Л.: Гидрометеоиздат, 2005.- 263с.

24. М.И. Юдин «Новые методы и проблемы краткосрочного прогноза погоды» 1993г. - 269 с.

25. Грішаєв А.А. Деякі питання фізики циклонів і торнадо 2011.

26. Старіковіч, Н. Ерохін, Н. Зольникова, В. Дамгов, //On the simple nonlinear model of a typhoon life cycle

Размещено на Allbest.ru