Тарасов Л.В. - Ветры и грозы в атмосфере Земли (1109048), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Область пространства, заполненная циклоническими вихрями, упрощенно изображена в виде кругового цилиндра высотой Н и диаметром 2), из которого вырезан цилиндр диаметром Ы (область глаза тайфуна). Пропорции на рисунке заведомо нарушены. Ведь в действительности Н = 1Π— 15 км (высота тропосферы), 2) = 300 — 600 км (поперечные размеры области тропического циклона), сг = 10 — 30 км (диаметр глаза тайфуна). Пропорции на рисунке нарушены, чтобы подчеркнуть динамику процессов.
Вблизи земной поверхности воздушные Рие. 1.44 массы движутся по скручивающейся спи- рали, превращающейся в окружность вокруг центра депрессии. Затем начинается подъем воздушных масс по восходящей винтовой линии. Этот подъем сопровождается образованием большой облачности и обильными осадками. Поднявшись в верхнюю тропосферу, воздушные массы начинают раскручиваться по спирали, причем теперь уже не против, а по часовой стрелке (именно так и должны заворачиваться движения частиц воздуха в Северном полушарии под действием силы Кориолиса; еще раз напомним рис. 1.28, в). В верхней тропосфере воздушные массы вместе с облаками расходятся в стороны, формируя спиральные перистые облака, хорошо заметные при наблюдении циклона из космоса.
Внутри глаза тайфуна Область спокойствия в центре тропического циклона Пьер-Андре Молэн назвал странным парадоксом. В своей книге «Охотники за тайфунами» он привел описание внутренней области 1.б. Трона«еекие циклоны 1тайфуны и ураганы) глаза тайфуна. Молэн пролетел в августе Г962 г. на борту американской летающей сверхкрепости «Метеобоинг-50» через тайфун «Руфь». Он воочию наблюдал глаз тайфуна, находясь внутри него на высоте трех километров. Приведем выдержки из книги Молзна. «...По мере того как мы приближаемся к глазу тайфуна, сила сотрясений непрерывно возрастает. Самолет вибрирует. От внезапных рывков вам кажется, что у вас срываются с места сердце и желудок и что кровь хлещет по всем внутренним органам. После каждого толчка радуешься тому, что самолет не развалился...
Последняя серия самых сильных толчков, и внезапно гул наших четырех моторов возникает из благопристойной тишины; плексигласовые окна светлеют, как в самый яркий и солнечный день. Мы оказываемся в глазе тайфуна, в его центре. Нашим глазам предстает самое величественное, самое волнующее явление, какое только создавала когда-либо природа. Все, кто побывал в глазе тайфуна, возвращаются оттуда со смешанным чувством восхищения и ужаса, для описания которого не хватает слов. Мы летим на высоте трех тысяч метров в колодце диаметром 22 км, в котором плавают несколько перистых облаков, мирных, как игрушки. Стенки этого колодца составляет недвижная буря— удерживаемые таинственным приказом, невидимой границей кипящие облака, охваченные жесточайшими конвульсиями.
Когда самолет кренится на виражах, наши глаза поднимаются к верхушке стены, к выходу из этого колодца в пятнадцати тысячах метров над нами. И перед нашими удивленными взорами развертываются эти кипящие пятнадцатикилометровые стены, эта гигантская бездна, зто круглое отверстие, которое и заставило назвать все явление глазом тайфуна. Над этим кратером видно голубое небо, напоминающее о радости и отдыхе, и животворное солнце, бросающее свои лучи вертикально в пропасть. Сияющие в своем неподвижном бушевании каскады бури вокруг нас удерживаются от падения чудовищным неизмеримым усилием, стенки колодца трепещут под лучами солнца, которое, кажется, растопляет их и одновременно удерживает, показывая весь ужас падения...
Гигантские противоестественные волны выходят из мрачных подвалов, где они росли и копили свои силы и, вырвавшись из-под мрачного потолка туч, появляются здесь, в сиянии солнечного света, такие огромные, что даже отсюда, с высоты в три тысячи метров, на них страшно смотреть. Они столь велики, что их существование 96 Глава Л 11иркуллиия воэдушнык масс в лот»сфере кажется невозможным — высота их достигает 25 — 30 м (восьмиэтажный дом), и по их заднему склону скатываются потоки пены в сотни метров длиной, словно адский плащ, демонстрирующий всю их мощь. Эти волны, несомненно, самое ужасное и самое смертоносное порождение тайфуна. ...Мы снова пронизываем стену и возвращаемся в мир белой ночи и бешеных толчков и скачков.
Глаз тайфуна остался позади». С точки зрения физика никакого парадокса в явлении, называемом «глазом тайфуна», конечно, нет. Это явление аналогично кружению Луны вокруг Земли или Земли вокруг Солнца. Там совершают свое бесконечное «падение» под действием силы тяжести небесные тела. А здесь в зону глубокой депрессии «падают» огромные массы воздуха.
Конечно, такое падение нельзя назвать бесконечным, однако в течение, по крайней мере, нескольких суток оно все же продолжается. Разумеется, есть своя специфика в падении, выражающемся в движении воздушных масс вокруг глаза тайфуна. Массы воздуха, кружащиеся вокруг области глаза тайфуна, не только не могут сами проникнуть в эту область, но и не позволяют сделать это внешним воздушным массам, стремящимся к зоне депрессии. Последние вовлекаются в обширную область мощного вращательного движения, разрастание которое ограничено из-за растрачивания кинетической энергии частиц воздуха, превращающейся в тепловую энергию.
Заметим, что температура в центре тропического циклона на 1Π— 15 С выше, чем на расстоянии 100 — 150 км от него. Говоря о процессах, происходящих внутри глаза тайфуна, обратимся к рис. 1А5. В левой его половине показано положение глаза тайфуна (изображен в виде круга) по отношению к точке наблюдения А для трех моментов времени г„г„гг Тайфун перемещается слева направо. Наблюдатель находится в Северном полушарии. В момент г, глаз тайфуна находится на рисунке слева от точки А. В этой точке дует ураганный приповерхностный ветер в направлении, обозначенном стрелкой 1; он поднимает довольно высокие волны.
В момент г, точка наблюдения А оказывается в центре глаза тайфуна. Теперь ветер стих, зато волны достигают наибольшей высоты. Картина огромных пирамидальных волн, ошибающихся друг с другом под ясным небом в отсутствие ветра должна представляться особенно устрашающей. 1.6. Троничесние цинлонм (тайфунм и ураганм) 97 Но вот тайфун сместился, и теперь (в момент г на рисунке) глаз тайфуна оказывается уже справа от точки А. Снова начинает дуть ураганный ветер, но уже в обратном направлении (по стрелке 2 на рисунке).
Встречный ветер быстро гасит огромные волны. е, мггс 80 60 40 20 -20 -40 -60 -80 дм 20 1О 0 5 110 г, 15г, 20 гч Рис. 1А5 Сказанное демонстрирует правая половина рис. 1А5. На ней показано изменение со временем скорости приповерхностного ветра и н высоты волн л в точке А. Изменение знака скорости ветра связано со сменой направления ветра на противоположное. Представленные на рисунке зависимости о(г) и Ь(г) соответствуют некоторой реальной ситуации. В рассматриваемой ситуации примерно в течение десяти часов ветер постепенно нарастает, а потом почти сразу прекращается. В течение трех часов огромные волны бушуют в отсутствие ветра, который затем столь же быстро возобновляется, но уже в обратном направлении. Ветер постепенно затихает в течение десяти часов. 98 Глава Ь циркуляция воэдумяых масс в атмосфере Описанная картина перемешается вместе с тайфуном и, в частности, может «зацепить» побережье.
В результате и разыгрывается разрушительный штормовой прилив. Зарождение и перемещения тропических циклонов Ежегодно иа земном шаре возникают 70 — 80 тропических циклонов. Примерно три четверти этих циклонов зарождаются и перемешаются в Северном полушарии и одна четверть — в Южном. Наибольшее число тропических циклонов приходится на конец лета и осень в данном полушарии; в зимнее время оии обычно не зарождаются.
Тропические циклоны зарождаются либо в полосе от 5 до 25' с. ш., либо в полосе от 5 до 25' ю. ш. Между 5' с. ш. и 5 ю. ш. оии не возникают и вообще ие наблюдаются, поскольку здесь недостаточен перепад окружных скоростей при переходе с одних параллелей иа другие (как было показано ранее, этот перепад принципиально важен для возникновения циркуляции воздушных масс вокруг глаза тайфуна). Севернее 25' с.
ш. и южнее 25 ю. ш. тропические циклоны ие зарождаются, поскольку там иагреваиие поверхности океана оказывается недостаточным для возникновения мощной коивекции воздуха. Весь заполненный воздушными вихрями и облаками цилиндр, именуемый тайфуном или ураганом, перемещается над поверхностью Земли со сравнительно иевысокой скоростью, равной 10 — 20 км/ч (3 — б м/с). Это на порядок меньше скорости ветров, кружащихся внутри тайфуна. На рис. 1.46, а стрелками показаны характерные пути тропических циклонов в Северном и Южном полушариях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
