Treść zadania

Cyklony tropikalne
Są to głębokie niże powstające w szerokościach międzyzwrotnikowych. Wyróżniają się dużymi wartościami gradientów ciśnienia i w związku z tym przynoszą wiatry o wyjątkowej sile oraz ulewne deszcze. Jeśli prędkość wiatru osiąga 120 km/h, noszą nazwę huraganów. Nazwy huraganu używa się w rejonie Antyli oraz w Ameryce Środkowej i Północnej. W Indiach noszą nazwę cyklonów, natomiast na wybrzeżach wschodniej i południowo-wschodniej Azji określane są jako tajfuny. Mimo, że nie występują zbyt często (przeciętnie 40-50 razy w roku), to każde pojawienie się cyklonu jest powszechnie odnotowywane w środkach przekazu jako szczególne zjawisko, o trudno przewidywalnych skutkach (podaje się wtedy prędkość towarzyszących mu wiatrów oraz przypuszczalną trasę przemieszczania).
Cyklony tropikalne to zaburzenia atmosferyczne o wirowym charakterze z pionową osią symetrii, które powstają w zwrotnikowych szerokościach geograficznych. Tworzą się nad obszarami morskimi, których powierzchnia wody ma temperaturę powyżej 27o C i zalega nad nią gruba warstwa ciepłego i wilgotnego powietrza. Nie występują bezpośrednio przy równiku, ale dopiero w pasie powyżej 5o szerokości północnej i południowej prawdopodobnie ze względu na zbyt małą wirowość (brak efektu Coriolisa na równiku). Na mapach synoptycznych cyklon tropikalny jest widoczny jako zagęszczenie prawie kolistych izobar, obejmujących obszar o średnicy 160-650 km, a nieraz znacznie większej. Cyklon tropikalny sięga do wysokości 11-13 km. Ciśnienie atmosferyczne w jego centrum wynosi ok. 950 hPa, ale wielokrotnie notowano ciśnienia niższe nawet od 900 hPa, lecz w przeciwieństwie do układów cyklonalnych pozazwrotnikowych szerokości ciśnienie w centrum cyklonu nie jest jego przyczyną, a tylko skutkiem przepływu wirowego.
Najbardziej typową cechą struktury cyklonu tropikalnego jest jego centrum pozbawione chmur, z bardzo słabym wiatrem, a nawet ciszą, zwane okiem. Ma ono kształt kolisty lub owalny i średnicę 10-60 km. Bezpośrednio do niego przylega strefa najsilniejszych wiatrów.
Stadia rozwoju cyklonów:
Tajfun utrzymuje się na ogół ok. 10-ciu dni, chociaż bywa, że ponad 20. O jego rozwoju decydują pewne stadia.
• Stadium powstawania. Rozpoczyna się, gdy w polu ciśnienia powstaje ośrodek niskiego ciśnienia, a wokół niego powstaje cyrkulacja wirowa o charakterze cyklonalnym. Ciśnienie na tym obszarze wynosi wtedy ok. 1000 hPa, silne prądy wstępujące prowadzą z kolei do powstania wypiętrzonych chmur kłębiastych. Pionowy zasięg tworzącego się cyklonu jest jeszcze wtedy niewielki.
• Stadium dojrzewania. Ma właściwie charakter burzy zwrotnikowej. Ciśnienie szybko spada i w krótkim czasie tworzy się oko cyklonu. Wokół niego powstaje wąski pas o szerokości 40-50 km, charakteryzujący się wiatrami o huraganowych prędkościach - ponad 33 mxs-1. Zwarty układ chmur tworzy wąskie pasma, zbliżające się spiralnie do oka i otaczające je niemal pionową ścianą. Symetrycznie zbudowany cyklon sięga już do wysokości 6-8 km.
• Stadium dojrzałości. Ciśnienie przestaje się obniżać, chociaż wieją nadal huraganowe wiatry, które stopniowo słabną. Obszar objęty cyklonem rozszerza się do największych rozmiarów. Zanika symetria całego układu - strefa najgorszej pogody jest, względem kierunku ruchu, większa po prawej niż po lewej stronie (na półkuli południowej odwrotnie). W tym stadium cyklon sięga aż do tropopauzy.
• Stadium zanikania. Kiedy już tajfun dostanie się nad ląd albo przemieści się nad oceanem ku wyższym szerokościom geograficznym i znajdzie się nad chłodniejszą powierzchnią wody, maleje jego intensywność, zanika oko huraganu i symetryczna budowa układu. Na 20-30o zmienia swój kierunek na wyraźnie południkowy i kieruje się w stronę wyższych szerokości geograficznych. Dociera do strefy umiarkowanej i przekształca się zwykle w głęboki ośrodek niżowy umiarkowanych szerokości geograficznych.
Huragany powstają przede wszystkim u wybrzeży Afryki w okolicy Zielonego Przylądka i stamtąd przez Atlantyk zmierzają ku wybrzeżom Stanów Zjednoczonych, następnie zmieniają swój kierunek na północno-wschodni i przemieszczają się dalej ku Europie i Azji. Niektóre z nich docierają nawet na Syberię.

Cyklony tropikalne - geneza i struktura
Cyklony mają skomplikowaną naturę, o czym świadczy fakt, że tylko co dziesiąty przypadek okoliczności sprzyjających powstaniu cyklonu doprowadza do jego utworzenia. Opinie na temat ich genezy nie są w pełni zgodne. Uczeni podkreślają rolę trzech procesów biorących udział w tworzeniu struktury tajfunu. Są to: procesy konwekcyjne, ścieranie się różnych mas powietrza oraz oddziaływanie wyższych warstw troposfery. Dołem do środka układu cyklonalnego napływa wilgotne powietrze, które unosi się, a nastepnie w górze jest odprowadzane na zewnątrz. W fazie początkowej ruch ten odchyla siła Coriolisa, inicjując wirowe zakłócenie. Na dominującą rolę konwekcji i otaczanie oka cyklonu zwartą ścianą potężnych chmur Cumulonimbus niezbity dowód stanowią silnie wypiętrzone chmury i gwałtowne opady. W samym oku z kolei ruchy zstępujące nie dopuszczają do powstawania chmur. Duży spadek ciśnienia w oku cyklonu teoria konwekcyjna tłumaczy działaniem siły odśrodkowej wirującego powietrza, która wyrzuca je na zewnątrz. Jednocześnie w warstwach dolnych dopływ jest na tyle skąpy, że nie kompensuje ubytku w całości. Wznoszące się nad nagrzanym oceanem powietrze według teorii frontowej musi dostać się do wyższych szerokości geograficznych, gdzie zaczyna oddziaływać siła Coriolisa, zmuszająca masy powietrzne do ruchu po spirali wokół zawirowania. Warunki takie istnieją w przemieszczającym się po obu stronach równika pasie zbieżności (konwergencji) pasatów, zwanej niekiedy frontem tropikalnym. Za teorią tą przemawia fakt, że w niskich szerokościach geograficznych Atlantyku i Pacyfiku, gdzie front ten nie występuje, nie dochodzi również do powstania wirów cyklonalnych. W tworzeniu tajfunów istotną rolę mogą odgrywać wyższe warstwy troposfery. Gdy w jej środkowej części powstaje fala wschodnia, która przemieszcza się na zachód (w polu ciśnienia) dochodzi do poziomego zafalowania. Ugięcie linii sił pola, dające zatokę falową, przekształca się powoli w wir, który daje początek cyklonowi tropikalnemu.
Mimo, że w strefie przylegającej do oka cyklonu prędkość wiatru jest olbrzymia, cały układ przemieszcza się dość wolno - nie przekracza 25 km/h. Prędkość swoją zwiększa w wyższych szerokościach geograficznych, dokąd zmierza. Na podstawie wieloletnich obserwacji ustalono, że tajfuny poruszają się zwykle po trasie parabolicznej, omijając obszar podwyższonego ciśnienia. Przemieszczają się ze wschodu na zachód trasami przypominającymi pętle, części sinusoidy itp. Nieraz cyklony tropikalne mają bardziej złożoną budowę - składają się z dwóch zawirowań: głównego i wtórnego. Wir główny (o większej średnicy) powstaje nad powierzchniami oceanicznymi w niskich szerokościach geograficznych. Natomiast wir wtórny tworzy się na ogół na południe od wiru głównego wówczas, gdy ten drugi przedostaje się na szlak polarny. Jego średnica nie przekracza 120-150 km.

Warunki sprzyjające formowaniu się cyklonów tropikalnych:
• temperatura powierzchni wody morskiej powyżej 27oC;
• temperatura powietrza nieco niższa od temperatury wody;
• duża ilość pary wodnej w powietrzu;
• obecność zaburzenia tropikalnego, np. fali wschodniej, charakteryzującego się prędkością nie przekraczającą 20 km/h;
• istnienie antycyklonalnej (wyżowej) cyrkulacji powietrza w górnej troposferze nad przyziemnym zaburzeniem;
• słaby gradient pionowy prędkości wiatru, przy na ogół słabych wiatrach w pobliżu poziomu morza.
Oznaki zbliżania się huraganu:
• spadek ciśnienia;
• charakterystyczna zbieżność chmur Ci wskazująca kierunek, z którego nadchodzi cyklon;
• intensywnie purpurowe i fioletowe zabarwienie nieba przy zachodzie Słońca.