Как образуются, усиливаются и классифицируются ураганы во всём мире

Каждый сезон ураганов вновь встаёт один и тот же вопрос: как скопление грозовых облаков над океаном превращается в шторм, способный разрушить побережья? Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и Всемирная метеорологическая организация (ВМО) публикуют физические этапы и правила классификации, используемые для отслеживания этих систем во всём мире.

Компоненты, необходимые для формирования шторма

По данным Атлантической океанографической и метеорологической лаборатории NOAA (AOML), тропический циклон требует океанской воды температурой не менее 80°F (27°C) на поверхности, причём это тепло должно распространяться на глубину примерно 150 футов. Атмосфера над ней должна быстро охлаждаться с высотой, чтобы позволить развиваться грозам, и должна быть достаточная влажность в средних слоях, чтобы сухой воздух не останавливал поднимающиеся облака.

Имеют значение два дополнительных условия. Вертикальный сдвиг ветра — изменение скорости и направления ветра между поверхностью и верхней атмосферой — должен быть низким, иначе он будет наклонять и разрывать формирующийся шторм. Система должна находиться достаточно далеко от экватора, обычно на расстоянии не менее 300 миль согласно AOML, чтобы эффект Кориолиса обеспечил вращение, которое организует шторм вокруг центра. Вот почему ураганы практически никогда не образуются прямо на экваторе.

От возмущения к урагану: четыре этапа

Национальный центр ураганов NOAA (NHC) классифицирует развитие тропических циклонов в последовательность этапов на основе скорости ветра, как определено в глоссарии NHC и описано NOAA/AOML.

1. Тропическое возмущение: скопление гроз образуется, когда водяной пар конденсируется в облака, выделяя тепло, которое нагревает окружающий воздух и заставляет его подниматься, втягивая за собой больше влажного воздуха.
2. Тропическая депрессия: как только ветры, организующиеся вокруг циркуляции, достигают примерно 25–38 миль в час, система классифицируется как депрессия. Глоссарий NHC устанавливает формальный верхний предел на уровне 33 узлов (38 миль в час).
3. Тропический шторм: как только устойчивые ветры достигают 34–63 узлов (39–73 миль в час) согласно глоссарию NHC, система получает название и классифицируется как тропический шторм.
4. Ураган: как только максимальные устойчивые ветры достигают 64 узлов (74 миль в час), шторм официально классифицируется как ураган, согласно глоссарию NHC.

Как усиливается ураган

По мере интенсификации тропического шторма его грозы организуются в спиральные полосы, питающие кольцо глубокой конвекции, называемое стеной глаза, которое содержит самые сильные ветры шторма, объясняет AOML. Внутри этого кольца воздух опускается в относительно спокойном, ясном глазе, и шторм развивает тёплое ядро — колонну необычно тёплого воздуха в его центре, которая дополнительно снижает центральное давление и стимулирует дальнейшую интенсификацию. Непрерывный приток тепла и влаги из тёплой океанской воды поддерживает этот механизм; когда шторм движется над более холодной водой или втягивает сухой воздух, он ослабевает.

Шкала Сафира-Симпсона: классификация только по скорости ветра

Как только шторм становится ураганом, Национальный центр ураганов США (NHC) классифицирует его по Шкале силы ураганов Сафира-Симпсона, пятиуровневой шкале, основанной исключительно на максимальной устойчивой скорости ветра.

NHC классифицирует категории 3, 4 и 5 как «мощные ураганы», указывая на урон от ветра в верхней части диапазона серьёзности шкалы. Агентство ясно указывает, что шкала охватывает только ветер: она «не учитывает другие потенциально смертельные опасности, такие как штормовой нагон, наводнения от осадков и торнадо», и отмечает, что ураганы любой категории, включая тропические штормы, могут вызвать опасный штормовой нагон и наводнения.

Один и тот же шторм, разные названия: глобальная классификация

Физическое явление идентично во всём мире, но обозначение и ответственность за прогнозирование разделены по бассейнам океанов под координацией ВМО. NOAA/AOML отмечает, что шторм называется ураганом в Атлантике и восточной/центральной части Тихого океана, тайфуном в северо-западной части Тихого океана и циклоном в Южной части Тихого океана и Индийском океане.

Программа по тропическим циклонам ВМО назначает обязанности по прогнозированию и присвоению названий специализированным региональным метеорологическим центрам (СРМЦ) и региональным органам: СРМЦ Майами (NHC) охватывает Атлантику и восточную часть Тихого океана под руководством Комитета по ураганам RA IV; СРМЦ Токио (Японское агентство по метеорологии) охватывает северо-западную часть Тихого океана под руководством Комитета по тайфунам ESCAP/ВМО; СРМЦ Нью-Дели охватывает северную часть Индийского океана; СРМЦ Реюньон охватывает юго-западную часть Индийского океана; СРМЦ Нади вместе с региональными центрами предупреждения о тропических циклонах охватывает Южный Тихий океан и юго-восточную часть Индийского океана, согласно платформе сообщества ВМО.

Ключевое техническое различие между бассейнами заключается в том, как измеряется устойчивый ветер. Глоссарий NHC определяет максимальный устойчивый ветер у поверхности как наивысшее одноминутное среднее значение на высоте 10 метров — стандарт, используемый NHC и объединённым центром прогнозирования тайфунов США. Большинство других национальных метеорологических агентств следуют рекомендациям ВМО и используют вместо этого десятиминутное среднее значение, которое обычно даёт более низкую пиковую величину для одного шторма, так как более короткие периоды усреднения фиксируют более высокие порывы в пределах устойчивого ветра.

Почему это важно при сравнении штормов через бассейны

Из-за различия в усреднении цифры скорости ветра для тайфуна, сообщённые Токио, и данные о том же шторме, сообщённые американским агентством с использованием одноминутного усреднения, не совпадут, даже если описывают одинаковую интенсивность. Читатели, сравнивающие силу штормов через Атлантику, Тихий океан и Индийский океан, должны проверить, какой стандарт усреднения и какая категорийная шкала — Сафира-Симпсона или национальная шкала, такая как японская, — используется, прежде чем напрямую сравнивать цифры.