Топливо из тёплой воды: почему океаны питают штормы

Ураган — это тепловая машина. Его топливо — теплота, запасённая в тёплой океанской воде и переносимая в воздух в виде водяного пара.

1. Тёплая морская вода испаряется. Каждый килограмм испаряющейся воды забирает энергию из океана — скрытую теплоту парообразования.
2. Влажный воздух у поверхности направляется к низкому давлению в центре и поднимается в стене глаза.
3. Поднимаясь, он охлаждается, а пар конденсируется в капли облака. При конденсации эта скрытая теплота возвращается в воздух.
4. Из-за этого высвобождения теплоты воздух нагревается, поэтому становится легче и продолжает подниматься. Это помогает сохранять низкое давление у поверхности, которое втягивает ещё больше влажного воздуха. Цикл поддерживает сам себя.

Если хочешь увидеть, как поднимающийся воздух охлаждается и образуются облака, посмотри лабораторию «Остров погоды» — «Подними воздух — создай облако».

Что нужно шторму. Синоптики перечисляют условия, необходимые для образования и роста тропического циклона:

• Температура поверхности моря не ниже примерно 26,5 °C (80 °F), причём тёплый слой должен простираться примерно до глубины 50 m. Глубокий тёплый слой важен, потому что шторм перемешивает воду под ним. Если сразу под тонким тёплым слоем находится холодная вода, шторм поднимает её и сам лишается топлива.
• Влажная атмосфера в средних слоях.
• Низкий вертикальный сдвиг ветра: ветер не должен сильно меняться с высотой. Сильный сдвиг наклоняет шторм и смешивает сухой воздух с его ядром.
• Достаточное расстояние от экватора, чтобы эффект Кориолиса мог закрутить его (в следующем уроке).
• Начальное возмущение, например группа грозовых облаков.

Лишившись топлива. Шторм слабеет, когда движется над сушей: там нет тёплой воды, которая могла бы испаряться, а трение о землю также замедляет ветер. Шторм слабеет и над более холодной водой, в сухом воздухе или при сдвиге ветра, а также если проходит над водой, которую уже охладил. Ослабление не означает, что опасность миновала: затухающий шторм всё ещё может принести очень много дождя.

Быстрое усиление. Иногда условия складываются так, что шторм быстро усиливается. NHC определяет быстрое усиление как увеличение максимальной устойчивой скорости ветра не менее чем на 30 knots (about 35 mph, 55 km/h) за 24 часа. Такое усиление трудно прогнозировать, поэтому специалисты осторожно оценивают, насколько сильным будет шторм, когда достигнет суши.