Как се образуват най-мощните бури на Земята?

В различните държави ги наричат по различен начин. Дали ще се казват ураган, тайфун, тропически циклон, няма значение. Става дума за едно и също грандиозно природно явление, което не трябва да бъркате с торнадо. То е доста по-различен, страховит негов братовчед.

Торнадото завихря въздуха много по-бързо, а скоростта на вятъра в него е много по-голяма (до няколкостотин километра в час!) спрямо тази на урагана. Само че торнадата са много по-малки по размери, локализирани и траят съвсем кратко време (минути) в сравнение с ураганите. Големите урагани могат да придобият размери колкото половината САЩ, а продължителността им (и то само пиковата, най-мощната) да продължи няколко дни! Заедно с наводняващите дъждове те могат буквално да „изкарат“ океана на брега, заливайки го с вълни, достигащи цели 15 метра. Ето на такива бури са свикнали американците от източния бряг на САЩ, японци, австралийци и други нации.

 

Свещеният вятър камикадзе

Японците наричат понякога ураганите камикадзе. Да, чували сте думата най-вече около филмите за Втората световна война, където „откачените“ японски летци радостно се врязват със самолетите си в корабите на противника. Само че камикадзе не означава луд пилот, а на японски се превежда като „свещен вятър“. Почвате ли да загрявате? Да, мощните тайфуни характерни за азиатския регион, са наречени камикадзе в чест на интересната и съвсем реална история за спасяването (два пъти!) на Япония от монголските орди.

Внукът на Чингис хан, Хубилай, опитва през 1274 година да нахлуе в островната държава с кораби, носещи 40 000 воини. Чакащите ги на брега едва 10 000 самураи нямали шанс, но тогава… се появил „свещеният вятър“ и за часове помел флотата от 600 кораба, убивайки 13 000 души.

 

През 1281 година Хубилай отново събира гигантска 140-хилядна армия и отново опитва да акостира на японския бряг. Този път японците са си научили урока и са построили отбранителни съоръжения, които задържали за кратко време многобройния враг. Разбира се, разгромът им бил само въпрос на време. Но познайте какво? Точно когато силите на самураите вече не издържали, се появил отново камикадзе и започнал да размазва корабите на монголците един в друг. Половината от тази рекордно голяма армия била удавена, а оцелелите – изклани от японците. Хубилай едва се спасил и с шепа кораби се върнал у дома си, заклевайки се да не се опитва да напада Япония отново. Цялата военна мощ на легендарната империя на монголите с лекота била смазана от един обикновен азиатски тайфун.

 

Ураганите съдържат огромни количества сняг и лед

Въпреки че сме гледали по телевизията как ураганите освен вятър носят силни дъждове, фактически голяма част от красивия бял облак, сниман от Космоса, се състои от сняг и лед. Това е, защото височината на стълба му (средната му част) може да се извисява на десетки километри в небето, достигайки чак до стратосферата (горния слой на атмосферата). А там е доста хладничко, със средни температури от -51 градуса. Затова голяма част от влагата на ураганите се превръща в сняг и лед. Ако някога сте имали „удоволствието“ да се намирате в зона на ураган, би трябвало да знаете, че 1 ден преди ураганът да удари, небето става мъгливо и странно. Това се дължи на перестите, много високи облаци, които съставят периферията на урагана, които са съставени от ледени кристалчета.

 

Тези облаци се виждат най-добре на сателитните снимки като бели пухкави спираловидни образувания.
Разбира се, в крайна сметка голяма част от тази замръзнала вода постепенно пада надолу и се разтапя, но част от нея продължава да се издига нагоре и според някои съвременни изследвания този лед, „изстрелван“ в стратосферата, може би допринася за глобалното затопляне. Това постоянно падане и издигане на ледени частици се нарича на научен език Cirrus outflow и е просто научен начин да се обясни, че всъщност…

 

Ураганите „дишат“, а тяхното „око“ примигва

Ураганите вдишват въздух до океанската повърхност. Този въздух щеше да представлява просто едно праволинейно мощно течение, ако не беше Кориолисовият ефект (отклонението от правата линия на движещ се обект спрямо въртяща се отправна система). Движещият се обект е въздухът, а отправната система – земното кълбо. Така че ураганите, вместо да представляват дълга мощна струя въздух, се завихрят във форма на спирала, която в северното полукълбо се върти в посока, обратна на часовниковата стрелка, а в южното – по посока на часовниковата стрелка. Кориолисовата сила също така пречи на въздуха най-отвътре да достигне до центъра на ниско налягане и затова мощните ветрове са принудени да се въртят около центъра на урагана, формирайки неговото легендарно „око“ – нещо като „дупка“ в центъра на урагана.

 

Въздушните потоци се завихрят на десетки, хиляди метри около окото и след това се разпръскват по спиралните ръкави на урагана. В същото време леденият „дъх“ се движи, както разбрахте, нагоре, но малка част от него не успява да се изкачи, като се разтопява и се снижава. На сателитните снимки този процес изглежда точно като че все едно ураганът диша – разширява „гърдите“ си, после ги стеснява. В същото време в окото на урагана стават циклични промени. Въпреки че там времето е сравнително тихо, окото на урагана постоянно се свива и разширява, като по време на свиването част от него се запълва с облаци и ако гледате този процес на ускорени кадри, изглежда така, че все едно окото „примигва“.

Ураганите биват регистрирани от сеизмографите

Водата е тежко вещество. Обикновените океански вълни се състоят от много литри вода, а гигантските вълни, предизвикани от ураганите, са стотици пъти по-тежки от нормалните. Освен това по време на ураган вълните се движат по-бързо и имат повече пикове. В резултат на това те удрят брега с невероятна мощ, която кара земята буквално да потреперва. На всичко отгоре гигантските вълни могат да се сблъскват и помежду си далеч от брега (като например зоната на Атлантическия воден пръстен, срещащ Антарктическия). Това предизвиква мощни звукови вълни.

 

Когато учените за пръв път регистрират такива сеизмични вълни през 1900 година те отначало помислили, че това е фонов шум. Чак около средата на ХХ век станало ясно, че този „фонов сеизмичен шум“ всъщност се предизвика от инфразвуци, предизвиквани от ураганите. През 1938 година мощен ураган от 5-а степен удря западния бряг на САЩ и е съвсем ясно отчетен като земетресение от сеизмографи в… Аляска.

Днешните сеизмографи са толкова чувствителни, че могат да засичат ударите на ураганите от единия край на континента в другия. Примери за такива измервания ще намерите в интернет около известния преди няколко години ураган Санди. Учените днес използват сеизмографите и за да измерват промените във въздушното налягане на ураганите.

 

Никой не е абсолютно сигурен какво предизвиква ураганите

Най-разпространената сред учените теза за произхода на ураганите е, че те се формират, когато топлият и влажен въздух над океана се надига, създавайки област (джоб) с ниско въздушно налягане. Това предизвиква навлизането на повече въздух в този джоб, който се овлажнява и затопля достатъчно, за да започне също да се издига. Процесът става цикличен, верижен, а въздухът постоянно се завихря на повърхността, издигайки се нагоре, се охлажда и формира буреносни облаци. Те не са винаги гаранция за образуване на ураган. За да се образува истински такъв, трябва да има условия за създаване на „тропическа депресия“, огромна зона от ниско налягане, след това да се образува тропическа буря, която да прерасне в евентуален ураган. Последните също от своя страна се делят според мощта си на степени, но… това е една друга история.

 

Това, което обаче притеснява метеоролозите, е, че… макар и тези условия много пъти да са 100% налице, то невинаги се образува ураган. Би трябвало, но… понякога такъв просто не се случва. Отключването на урагана все пак трябва да се предизвиква от нещо и до ден-днешен най-големите умове в научния свят се опитват да установят именно този „ключ“. И докато за някои от тези ключови фактори, като вертикалните ветрове и завихрянията, те да са единодушни, то за много други се водят непрекъснати спорове. В същото време ураганите си правят каквото пожелаят, оставяйки учените в непрекъснато напрежение. Дори в САЩ съществуват букмейкърски агенции, в които можете да заложите дали дадена буря ще се превърне в ураган или не.

 

Пустинята Сахара контролира атлантическите урагани

Ако не беше Сахара, може би щеше да има доста по-малко урагани. Защо ли? Тази огромна пустиня се намира точно на „правилното“ място, близо до екватора, с по-хладни и влажни региони около нея на юг и запад. Когато смесите въздуха, който е много горещ и сух, с околния по-хладен и влажен, се получава нещо особено, известно под наименованието „Африканско източно течение“, което формира тропичните въздушни течения. Когато този поток се изстреля над водата и има подходящите условия и ключове – се образуват, разбира се, урагани. Почти 90% от всички големи урагани се образуват по този начин. Това включва и ураганите от Източния Атлантически океан.

 

Така че няма как вече да не повярвате, но е факт – през 2014 година ураганът Исел, ударил Хавайските острови и записан като най-мощния такъв, удрял тези места някога, е образуван точно по този начин – като африканска тропическа вълна.

Сахара обаче може и да спира формирането на урагани. Сахарският „въздушен слой“ представлява огромна зона сух, прашен въздух, който се движи в западна посока над Атлантика от пустинята, близо до тропичните вълни. Той може да унищожи формиращата се тропична система, като й отнеме необходимата влажност или чрез създаване на температурна инверсия. Или просто чрез повишаване силата на въздушните течения, които разкъсват и издухват настрани формирането на урагана.

 

Ураганите освобождават гигантски количества енергия

Всички знаят, че ураганите се състоят от много мощни ветрове, сериозни количества дъжд и много, много влажност и облаци около тях. Това, което много хора не знаят, е, че ураганите действат благодарение на топлината, която се генерира допълнително от облачните формации и дъжда.
Това звучи малко мистериозно, но е лесно за разбиране. Просто влезте и след това излезете обратно от някой басейн или вана. Веднага ще ви стане по-хладно, въпреки че водата може би е била топличка. Това е, защото капките по кожата ви се изпаряват във въздуха и я охлаждат допълнително. Ураганите просто използват същия процес, само че на обратно – изсмуквайки водата от въздуха чрез кондензация, след което се освобождава топлина.

 

Ураганите, както казахме, съдържат огромно количество влага и въздух, което ще рече, че се генерира голямо количество топлина. Един среден по големина ураган благодарение на своите облачни формации и дъждове отделя… 200 пъти повече енергия от цялата такава, създавана от човечеството за цяла година! Затова често пъти можете да срещнете идеи за овладяването на енергията от ураганите – те са всъщност едни огромни електроцентрали, които само че са сложни за овладяване.

Ураганите са строго ограничени от закони

Разбира се, не от човешки, а от физични. Яростта и мощта им може да е вдъхновяваща и ужасна, но дори тези масивни бури трябва да следват и да се подчиняват на законите на физиката. Благодарение на Кориолисовия ефект, както казахме вече, те се въртят в определена посока. Този ефект обаче ги възпира и от това да пресичат екватора.

 

Друго правило е, че ако два или повече циклона са в близост, то те не могат да се комбинират и да се слеят. Те просто могат да се въртят един около друг. Този процес се нарича ефект на Фуджиуара – двете завихрящи се системи се въртят около общ център. Двата циклона обаче не е задължително да са с тропичен произход. Ефектът на Фуджиуара – комбинация от тропична буря с обикновена зона на ниско налягане, е онова, което създава урагана Санди. Последният се насочва в океана, след това се връща и удря източния бряг на САЩ с ужасяващи последици.

Ураганите също така могат сами да отслабват себе си, когато развихрят горния топъл слой на океана отдолу така, че по-студената вода отдолу се придърпва. Тъй като тези бури се задвижват от топлината, тази студена вода може да спира тяхната нарастваща мощ и дори да ги унищожава напълно.

 

Австралийските урагани вървят на зигзаг

Ураганите се движат заедно с мощните въздушни течения в техния регион. Затова тези от северното полукълбо първо се движат на запад, а след това завиват на север и на изток. Отначало те се насочват от тропическите течения, които идват от изток и „духат“ по посока на Еекватора. След това, ако ураганите останат над вода и живеят достатъчно дълго, неминуемо се срещат с мощните западни ветрове.

 

Поради тази причина много често урагани, които изглежда, че застрашават източното крайбрежие на САЩ, всъщност в последния момент „завиват“ и се връщат обратно в океана. Дори в повечето случаи е така, освен ако по злощастно стечение на обстоятелствата не се появи ефектът на Фуджиуара, който се оказва по-силен и позволява на урагани като Санди дори да засилят мощта си и да връхлетят Щатите.

Тези правила напълно важат и за южното полукълбо. Най-вече за региона на Австралия. Изследванията показват, че австралийските тропични циклони се движат по-хаотично от всички останали. Те дори могат да правят остри завои и да се движат на „кръгчета“. Този факт предизвиква истинско главоболие за метеоролозите, които се опитват да предсказват движението им. Странното поведение на австралийските урагани се обяснява до голяма степен с уникалните климатични особености на региона.

 

Ураганите раждат торнада

Ураганите и торнадата са въртящи се буреносни системи, но както стана ясно, първите са доста по-продължителни и мощни. Затова могат да са много по-разрушителни от едно торнадо. Последните обаче могат да „сипят допълнително сол в раната“, като удрят същите региони няколко дни след опустошителния ураган.

 

Торнадата могат да се образуват, когато ураганът удря континента и започва да се разпръсква, като оставя навсякъде своите затоплени водни изпарения. Тези нарушения в тропическата система създават ветрове с различни скорости, височини, което в крайна сметка е благодатно условие за образуване на торнадо. Такива торнада обикновено не са по-силни от F2 (скала на Фуджита за мощ на торнадо от 1 до 5), но все пак могат да бъдат унищожителни и дори смъртоносни. Повечето торнада се образуват в покрайнините на урагана, но понякога такива се срещат и близо до центъра му. Според експертите някои от сериозните разрушения в областта на „окото на урагана“ може би са причинени именно от торнада. Почти всички урагани, които удрят САЩ, образуват и торнада, докато навлизат навътре в континента.

 

Ураганите могат да мутират

Тропичните циклони се наричат урагани в региона на Атлантика и тайфуни в областите на Тихия океан, но те на практика са едни и същи бури. Половината от тези в Северния Атлантик и една трета от онези в Тихия океан се превръщат в тропични бури. Това обаче не значи, че те са по-специални, просто те не са подхранвани от топлина в даден момент.

Въпреки това те все още представляват огромни, бавно въртящи се области – циклони. Но вече се захранват от други процеси – от разликите в температурата на въздуха. И заради това са все още опасни. „Перфектната буря“ по която е направен филмът с Джордж Клуни и която потопява корабчето на Андреа Гейл и опустошава Нова Англия през 1991 година, започва като ураган, а после се превръща в тропически циклон.

 

След като се превърнат в такъв циклон, обикновено тези бури постепенно утихват. Само че понякога, ако случайно срещнат зони с натрупана топлина и температурни разлики, те буквално могат да „мутират“ и да започнат да унищожават всичко наоколо отново. Нещо такова се случва през 1991 година, както и през 2012-а по време на суперурагана Санди.