Бури, ураганы, смерчи. общая характеристика, шкала бофорта

Общие понятия

Ветер на планете Земля – это поток воздуха, преимущественно движущийся горизонтально. Подобное явление наблюдается и на других космических телах. Однако в этом случае речь уже идет о потоке атмосферных газов. Так различают солнечный и планетарный ветра.Потоки воздуха на Земле классифицируются по скорости, масштабам, силе, воздействию на объекты и районам распространения. Тем не менее, главной характеристикой по-прежнему остается направление ветра. Также не следует забывать о его продолжительности. Именно по этим критериям ветра классифицируют в первую очередь. Например, кратковременные и длительные, сильные и слабые и т. д.

Механизм зарождения урагана

Ураган (тропический циклон) может формироваться только над поверхностью воды. Проходя над сушей, без подпитки водяными массами, ураганы стихают и постепенно исчезают.

Алгоритм зарождения:

1. высокая температура воздуха порождает прогревание верхних слоев поверхности океана до 27 градусов, что вызывает обильное испарение водяных масс →
2. теплый воздух, насыщенный водяными парами, поднимается в верхние слои атмосферы, где охлаждается и происходит конденсация в капельки воды (будущие ливневые осадки) →
3. на место поднявшегося ввысь теплого воздуха поступают массы холодного воздуха →
4. этот процесс смены воздушных масс (вследствие интенсивного испарения) порождает образование зоны низкого давления (глаз бури), где нет ветра и осадков →
5. огромный перепад атмосферного давления порождает сильный ветер, который закручивает воздушные массы в форме воронки по границе глаза бури →
6. чем больший объем воздуха втягивается в воронку, тем больше нарастает скорость ветра (до 400 км/ч) →
7. водяной конденсат в виде ливней обрушивается вниз.

Если совсем упростить описание механизма формирование, то можно сказать, что ураган – это своеобразный «насос», выкачивающий воду с поверхности океана, а затем выплескивающий ее обратно.

При этом образующийся ветер гонит этот природный насос до суши, где без подпитки водой ураган истощается и умирает.

Автор статьи: Елена Копейкина Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Критика [ править ]

Некоторые ученые, в том числе Керри Эмануэль и Лакшми Канта, раскритиковали шкалу как упрощенную, указав, что шкала не учитывает ни физический размер шторма, ни количество выпадающих осадков . Кроме того, они и другие указывают, что шкала Саффира – Симпсона, в отличие от шкалы Рихтера, используемой для измерения землетрясений , не является непрерывной и квантуется по небольшому количеству категорий. Предлагаемые классификации замены включают индекс интенсивности ураганов, который основан на динамическом давлении, вызываемом штормовыми ветрами, и индекс опасности ураганов, который основан на скорости приземного ветра, радиусе максимальных ветров.бури и ее поступательной скорости. Обе эти шкалы непрерывны, сродни шкале Рихтера; однако ни одна из этих шкал не использовалась официальными лицами. [ необходима цитата ]

Предлагаемые расширения

После серии мощных штормовых систем сезона ураганов в Атлантике 2005 года , а также после урагана Патрисия несколько газетных обозревателей и ученых выдвинули предложение о введении Категории 6, и они предложили привязать Категория 6 к штормам с ветром более 174 или 180 миль в час (78 или 80 м / с; 151 или 156 узлов; 280 или 290 км / ч). Новые призывы к рассмотрению этого вопроса были сделаны после урагана Ирма в 2017 году , который стал предметом ряда, казалось бы, заслуживающих доверия ложных сообщений в новостях как шторм «категории 6», отчасти из-за того, что так много местных политиков используют этот термин. Зарегистрировано всего несколько штормов такой интенсивности. Из 37 ураганов, которые в настоящее время считаются получившими статус категории 5 в Атлантике, 18 имели скорость ветра 175 миль в час (78 м / с; 152 узлов; 282 км / ч) или выше, и только восемь имели скорость ветра 180 миль в час (80 км / ч). м / с; 160 узлов; 290 км / ч) или выше ( ураган Дня труда 1935 года , Аллен , Гилберт , Митч , Рита , Вильма , Ирма и Дориан ). Из 18 ураганов, которые в настоящее время считаются получившими статус категории 5 в восточной части Тихого океана, только пять имели скорость ветра 175 миль в час (78 м / с; 152 узлов; 282 км / ч) или выше (Пэтси , Джон , Линда , Рик и Патрисия ), и только трое из них имели скорость ветра 180 миль в час (80 м / с; 160 узлов; 290 км / ч) или выше (Линда, Рик и Патриция). Большинство штормов, подпадающих под эту категорию, были тайфунами в западной части Тихого океана, в первую очередь тайфунами Типа , Халонг и Суригаэ в 1979, 2019 и 2021 годах, соответственно, каждый с устойчивым ветром 190 миль в час (305 км / ч), и тайфуны Хайян , Меранти и Гони.в 2013, 2016 и 2020 годах, соответственно, при продолжительных ветрах со скоростью 195 миль в час (315 км / ч). Иногда высказывались предложения использовать в качестве отсечки даже более высокие скорости ветра. В газетной статье, опубликованной в ноябре 2018 года, исследователь NOAA Джим Коссин сказал, что вероятность более сильных ураганов возрастает по мере потепления климата , и предположил, что категория 6 начнется на скорости 195 миль в час (87 м / с; 169 узлов; 314 км). / ч), с дальнейшей гипотетической категорией 7, начинающейся со скоростью 230 миль в час (100 м / с; 200 узлов; 370 км / ч).

По словам Роберта Симпсона , нет причин для категории 6 по шкале Саффира – Симпсона, потому что она предназначена для измерения потенциального ущерба, нанесенного ураганом искусственным сооружениям. Симпсон заявил, что «… когда вы поднимаетесь при ветре, превышающем 155 миль в час (249 км / ч), у вас будет достаточно повреждений, если этот сильный ветер будет поддерживать себя в течение шести секунд на здании, он вызовет разрушающие повреждения, которые серьезны, независимо от того, насколько хорошо они спроектированы «

Тем не менее, в округах Бровард и Майами-Дейд во Флориде действуют строительные нормы и правила, согласно которым здания критически важной инфраструктуры должны выдерживать ветры категории 5.

История [ править ]

Шкала была разработана в 1971 году инженером-строителем Гербертом Саффиром и метеорологом Робертом Симпсоном , который в то время был директором Национального центра ураганов США (NHC). Шкала была представлена ​​широкой публике в 1973 году, и получила широкое распространение после того, как Нил Франк сменил Симпсона у руля NHC в 1974 году.

Первоначальная шкала была разработана Гербертом Саффиром, инженером-строителем , который в 1969 году отправился по заказу ООН на изучение недорогого жилья в районах, подверженных ураганам. Во время проведения исследования Саффир понял, что не существует простой шкалы для описания вероятных последствий урагана. Отражая полезность шкалы магнитуд Рихтера для описания землетрясений, он разработал шкалу от 1 до 5, основанную на скорости ветра, которая показала ожидаемые повреждения конструкций. Саффир дал шкалу NHC, а Симпсон добавил эффекты штормового нагона и наводнения.

В 2009 году NHC предпринял шаги по исключению диапазонов давления и штормовых нагонов из категорий, преобразовав их в шкалу чистого ветра, названную шкалой ветра ураганов Саффира – Симпсона (экспериментальной) . Новая шкала была введена в действие 15 мая 2010 года. В шкалу не включены диапазоны паводков, оценки штормовых нагонов, количество осадков и местоположение, что означает, что ураган категории 2, обрушившийся на крупный город, вероятно, нанесет гораздо больший совокупный ущерб чем ураган 5-й категории, обрушившийся на сельскую местность. Агентство цитировало различные ураганы в качестве причин для удаления «научно неточной» информации, включая ураган Катрина (2005 г.) и ураган Айк.(2008), у которых штормовые нагоны были сильнее, чем предполагалось, и ураган Чарли (2004), у которых штормовые нагоны были слабее, чем предполагалось. После исключения из шкалы ветра Саффира – Симпсона прогнозирование и моделирование штормовых нагонов теперь осуществляется с использованием компьютерных численных моделей, таких как ADCIRC и SLOSH .

В 2012 году NHC расширил диапазон скоростей ветра для Категории 4 на 1 милю в час в обоих направлениях до 130–156 миль в час с соответствующими изменениями в других единицах (113–136 узлов, 209–251 км / час) вместо 131– 155 миль / ч (114–135 узлов, 210–249 км / ч). NHC и Центр ураганов Центральной части Тихого океананазначьте интенсивность тропических циклонов с шагом 5 узлов, а затем преобразуйте их в миль / ч и км / ч с аналогичным округлением для других отчетов. Таким образом, интенсивность 115 узлов относится к категории 4, но при преобразовании в мили в час (132,3 миль в час) будет округлено до 130 миль в час, что делает его похожим на шторм категории 3. Аналогичным образом, интенсивность 135 узлов (~ 155 миль в час, и, следовательно, категория 4) составляет 250,02 км / ч, что, согласно определению, используемому до изменения, относилось к категории 5. Для решения этих проблем NHC был вынужден неправильно сообщают о штормах со скоростью ветра 115 узлов как 135 миль / ч и 135 узлов как 245 км / ч. Изменение определения позволяет правильно округлить шторм 115 узлов до 130 миль в час, а шторм 135 узлов правильно регистрировать как 250 км / час и по-прежнему квалифицировать как категорию 4.Поскольку NHC ранее неправильно округлял штормы, чтобы отнести штормы к категории 4 в каждой единице измерения, это изменение не влияет на классификацию штормов предыдущих лет. Новая шкала вступила в силу 15 мая 2012 года.

Как и кто принимает решение о взлёте самолёта?

Каждый полёт начинается со взлёта лайнера. В такой момент происходит отрыв самолёта от земли. Подготовка к взлёту начинается за несколько часов до старта. Командир воздушного судна изучает метеоусловия и проводит вместе с экипажем предполётные проверочные процедуры. Если погода не позволяет осуществить безопасный взлёт, он откладывается. Правда, такое решение принимается на основании действующих правил, запрещающих полёт при определённых погодных условиях.

Попутный ветер уменьшает подъемную силу, создаваемую воздушным потоком

Обязательно при взлёте учитывается скорость ветра, дующего около поверхности земли. Почему самолёт взлетает против ветра? При посадке или взлёте лайнеры направляют против ветрового потока. Ведь длина разбега или пробега значительно увеличивается при движении самолёта по ветру. Взлётно-посадочная полоса имеет ограниченное количество метров, на протяжении которых пилот должен успеть посадить или разогнать свой авиалайнер.

Создание подъемной силы набегающим потоком

Взлёт или посадка лайнера осуществляется при соблюдении трёх минимумов, зависящих от погодных условий. У каждого командира воздушного судна имеется свой личный минимум. Он может взлетать и садиться лишь при определённых погодных условиях, согласно своей квалификации. Второй минимум касается конкретного аэродрома. Он зависит от технического оснащения ВПП и её приспособленности к определённым метеоусловиям. Третий минимум устанавливается производителем воздушного судна. Изготовитель гарантирует безопасность эксплуатации лайнера при определённых погодных условиях.

В некоторых случаях командир авиалайнера может самостоятельно принять решение о взлёте. Например, если аэродром открыт, но погода на грани допуска самого командира, его воздушного судна и ВПП.

Сдвиг ветра и его влияние на полёты

Сдвиг ветра является показателем, характеризующим изменение его скорости и направления между определёнными двумя точками воздушного пространства. Он может быть вертикальным или горизонтальным. Вертикальный сдвиг бывает попутным, встречным или боковым. Изменение скорости и направления ветра может вызвать помехи в полёте, болтанку, а иногда даже привести к аварийной ситуации при снижении.

Причины возникновения сдвига ветра

Вертикальный сдвиг способен повлиять на точность приземления авиалайнера, совершающего посадку. Пилоту необходимо противодействовать метеоусловиям, чтобы приземлиться в заданной точке ВПП. Опасность такого явления в том, что снижаясь, лайнер переходит из верхнего слоя с одним значением ветра в нижний слой с другим показателем. При этом меняется и скорость самолёта, а это, в свою очередь, приводит к отклонению от траектории снижения и неточной посадке.

Сдвиг оказывает влияние на полёты. Пилоту необходимо как можно раньше его выявить и увеличить мощность двигателя. Это явление не менее опасно, если самолёт снижается по предпосадочной прямой. Чем выше скорость снижения лайнера, тем сильнее на него воздействует сдвиг ветра. Одинаковый показатель этого явления по-разному влияет на разные типы самолётов, имеющие различную посадочную массу.

Хотя даже меньшие величины представляют серьёзную опасность для лайнеров, совершающих приземление. Сдвиг ветра 0,5 м/с в сочетании с сильными ветряными порывами может привести к проблемам для экипажа судна в момент посадки. Пилоту необходимо будет частично изменить траекторию своего снижения, чтобы уменьшить неблагоприятное воздействие ветряного сдвига.

Чем характеризуется ветер

Скорость

Каждый замечал, что ветер дует с различной скоростью. Иногда его нет вовсе, а иногда он настолько сильный, что даже “с ног сбивает”. Скорость ветра может сказать о многом, а в географии для изучения этого параметра используется специальная шкала Бофорта. Она состоит из 12 баллов, где 0 — штиль (ветра нет), а 12 — ураган.

Скорость ветра всегда измеряется в метрах в секунду. Если говорить о земной поверхности, то чаще всего ветер здесь дует со скоростью до 8 м/с. Для измерения скорости используется анемометр. Этот прибор устанавливается на высоте 2 метра на открытой местности.

Скорость ветра напрямую зависит от разницы атмосферного давления: чем больше разница, тем ветер дует сильнее. Для понимания того, как в географии это условие отрабатывает на практике, рассмотрим ситуацию когда у нас нет данных о скорости, но есть данные об уровне атмосферного давления в разных регионах:

• НП “1” 770 мм рт ст -> НП ”2” 750 ммрт ст
• НП “1” 770 мм рт ст -> НП ”2” 740 ммрт ст

Из условия выше мы можем посчитать разницу, которая для условия №1 составляет 20 пунктов, а для условия №2 — 30 пунктов. Поэтому только на основе этих данных можно утверждать, что при вторых данных скорость ветра будет выше.

Направление ветра

В географии для определения направления ветра используется прибор флюгер. Главная особенность этого прибора заключается в том, что он устанавливается на открытой местности, и может свободно вращаться на своей оси. В результате, по позиции, которую занимают флюгер можно определить господствующее направление ветра

Обычно флюгер устанавливаются на высоте от 10 до 13 м, и очень важно, чтобы место установки было на открытом пространстве

Если говорить о направлении, то оно определяется по стороне откуда берет начало ветер. Например, если воздушные массы перемещаются с юга на север, можно говорить о южном ветре. Само по себе направление ветра может дать непосредственное знание о погоде, которая может с этим ветром прийти, а также позволяет метеорологом создавать карту розы ветров, чтобы понимать, какое направление движения ветра и воздушных масс является наиболее вероятным в конкретное время года в конкретном регионе. Роза ветров обычно строятся за месяц или больший период времени, а карта выглядит примерно следующим образом.

В одном из следующих материалов мы поговорим о том, что собой представляет роза ветров более подробно, а сейчас можно сказать только то, что этот график показывает доминирование определенного направления ветра. В данном случае мы видим доминирование северного ветра надо южном.

Что такое ураган

Ураган – это самый сильный ветер по шкале Бофорта. Его сила достигает 12 баллов. Он движется со скоростью более 120 км/ч (может достигать 200 км/ч) и несёт с собой опустошительные разрушения на большой территории.

Формируются ураганы над тропическими зонами океанов. Происходит это, как правило, в конце лета, когда температура воды достаточно высока и сотни штормовых систем смыкаются в единую воздушную систему.

Тёплый влажный воздух, быстро вращаясь, поднимается по спирали вверх. Сухой воздух спускается через центр, так называемый «глаз» урагана. В области «глаза» обычно тихо и небо здесь чистое. А вокруг – множество кучево-дождевых облаков, разражающихся ливнями и грозами.

Тепло океана – источник энергии урагана. Набрав силу над тёплыми морями, ураганы обрушиваются на сушу.

Ураганы в течение года получают имена в алфавитном порядке. В Южном полушарии воздух в урагане движется по часовой стрелке, а в Северном – против.

Самая высокая скорость

Оригинальный анемометр, который измерял Большой ветер в 1934 году в обсерватории Маунт Вашингтон.

Самая высокая скорость ветра, не связанная с торнадо, когда-либо была зафиксирована во время прохождения тропического циклона Оливия 10 апреля 1996 года: автоматическая метеостанция на острове Барроу , Австралия , зафиксировала максимальный порыв ветра 113,3 м / с (408 км / ч; 253). миль / ч; 220,2 узлов; 372 фут / с) Порыв ветра был оценен Группой оценки ВМО, которая обнаружила, что анемометр был механически исправен, а порыв был в пределах статистической вероятности, и утвердил измерения в 2010 г. Анемометр был установлен на высоте 10 м над землей. уровень (и, таким образом, 64 м над уровнем моря). Во время циклона было зарегистрировано несколько экстремальных порывов ветра со скоростью более 83 м / с (300 км / ч; 190 миль / ч; 161 кН; 270 фут / с) с максимальной 5-минутной средней скоростью 49 м / с (180 км / с). / ч; 110 миль / ч; 95 узлов; 160 фут / с) экстремальный фактор порыва был примерно в 2,27–2,75 раза выше средней скорости ветра. Характер и масштабы порывов позволяют предположить, что мезовихрь был внедрен в и без того прочную стену глаза циклона.

В настоящее время вторая по величине скорость приземного ветра, когда-либо зарегистрированная, составляет 103,266 м / с (371,76 км / ч; 231,00 миль / ч; 200,733 узлов; 338,80 футов / с) в обсерватории Маунт-Вашингтон (Нью-Гэмпшир) на высоте 1917 м (6288 футов). уровень моря в США 12 апреля 1934 года с помощью термоанемометра . Анемометр, специально разработанный для использования на горе Вашингтон, позже был протестирован Национальным бюро погоды США и подтвердил свою точность.

Скорость ветра при определенных атмосферных явлениях (например, торнадо ) может значительно превышать эти значения, но никогда не измерялась точно. Прямое измерение этих ураганных ветров выполняется редко, поскольку сильный ветер может разрушить инструменты. Метод оценки скорости заключается в использовании Доплера на колесах для дистанционного определения скорости ветра, и, используя этот метод, показатель 135 м / с (490 км / ч; 300 миль / ч; 262 узлов; 440 футов / с) во время 1999 г. Торнадо Бридж-Крик – Мур в Оклахоме 3 мая 1999 г. часто упоминается как самая высокая зарегистрированная скорость приземного ветра, хотя другая цифра — 142 м / с (510 км / ч; 276 узлов; 470 футов / с) — имеет также указывалось для того же торнадо. Еще одно число, используемое Центром исследований суровой погоды для этого измерения, составляет 135 ± 9 м / с (486 ± 32 км / ч; 302 ± 20 миль в час; 262 ± 17 узлов; 443 ± 30 футов / с). Однако скорости, измеренные доплеровским радаром, не считаются официальными рекордами.

Самая высокая скорость ветра, наблюдаемая на экзопланете, была HD 189733b , измеренная учеными из Уорикского университета в 2015 году: 5400 миль в час, или 2414 метров в секунду. В пресс-релизе университет объявил, что методы, использованные при измерении скорости ветра HD 189733b, могут быть использованы для измерения скорости ветра на экзопланетах земного типа.

Критика[править | править код]

Некоторые учёные, в том числе Керри Эмануэль и Лакшми Канта, раскритиковали шкалу как упрощённую, указав, что шкала не учитывает ни физический размер шторма, ни количество выпадающих осадков. Кроме того, они и другие указывают, что шкала Саффира — Симпсона, в отличие от шкалы Рихтера, используемой для измерения землетрясений, не является непрерывной и квантуется на небольшое количество категорий. Предлагаемые замены классификации включают индекс интенсивности ураганов, который основан на динамическом давлении, вызываемом штормовыми ветрами, и индекс опасности ураганов, который основан на скорости приземного ветра, радиусе максимальных ветров шторма и его поступательной скорости. Обе эти шкалы непрерывны, сродни шкале Рихтера; однако ни одна из этих шкал не использовалась официальными лицами. 

Предлагаемые расширенияправить | править код

После серии мощных штормовых систем сезона ураганов в Атлантике 2005 года, а также после урагана Патрисия несколько газетных обозревателей и учёных выдвинули предложение о введении категории 6, и они предложили относить к 6 категории шторма с ветром более 280 или 290 км/ч. Новые призывы к рассмотрению этого вопроса были сделаны после урагана Ирма в 2017 году, который был предметом ряда, казалось бы, заслуживающих доверия сообщений в ложных новостях как о «шторме» «Категории» 6, отчасти из-за того, что многие местные политики использовали этот термин. Зарегистрировано лишь несколько штормов такой интенсивности. Из 37 ураганов, которые в настоящее время считаются достигшими категории 5 в Атлантике, 18 имели скорость ветра 282 км/ч или больше, и только восемь из них имели скорость ветра 290 км/ч или выше (ураган в День труда 1935 года, Аллен, Гилберт, Митч, Рита, Вильма, Ирма и Дориан). Из 18 ураганов, которые в настоящее время считаются достигшими категории 5 в восточной части Тихого океана, только пять имели скорость ветра 282 км/ч или больше (Пэтси, Джон, Линда, Рик и Патрисия), и только у трёх из них скорость ветра составляла 290 км/ч или выше (Линда, Рик и Патрисия). Большинство штормов, подпадающих под эту категорию, были тайфунами в западной части Тихого океана, в первую очередь это тайфуны Типа, Халонг и Суригаэ в 1979, 2019 и 2021 годах соответственно, каждый с устойчивым ветром до 305 км/ч, и тайфуны Хайян, Меранти и Гони в 2013, 2016 и 2020 годах соответственно, каждый с устойчивым ветром 315 км/ч. Иногда высказывались предложения использовать в качестве отсечки ещё более высокие скорости ветра. В газетной статье, опубликованной в ноябре 2018 года, исследователь NOAA Джим Косин сказал, что вероятность более сильных ураганов возрастает по мере потепления климата, и предположил, что категория 6 начнётся с 314 км/ч, с дополнительной гипотетической категорией 7, начинающейся с 370 км/ч.

По словам Роберта Симпсона, для категории 6 по шкале Саффира — Симпсона нет причин, поскольку она предназначена для измерения потенциального ущерба, нанесённого ураганом сооружениям, созданным человеком. Симпсон заявил, что «… когда вы поднимаетесь против ветра, превышающего 249 км/ч у вас достаточно повреждений, если этот сильный ветер длится до шести секунд, на здании — он вызовет серьёзные повреждения, независимо от того, насколько хорошо оно спроектировано». Тем не менее, в округах Брауард и Майами-Дейд во Флориде действуют строительные нормы и правила, которые требуют, чтобы здания критической инфраструктуры выдерживали ветра категории 5.