Cyklon tropikalny.doc

Cyklon tropikalny

              Co roku nad morzami strefy międzyzwrotnikowej pojawiają się gigantyczne, wirujące burze o prędkości wiatru ponad 120km/h (a nieraz nawet ponad 300km/h), które natrafiając na ląd pustoszą ogromne obszary. Te rozszalałe nawałnice mają różne nazwy: w Ameryce nazywa się je huraganami, w Azji tajfunami, a w innych częściach świata cyklonami. Większość z nich powstaje w rejonie ciszy równikowej. Ta wąska, bezwietrzna strefa rozciąga się na trzeciego do siódmego stopnia szerokości po obu stronach równika, gdzie spotykają się równikowe cyrkulacje obu półkul. Cyklony tropikalne najczęściej rozwijają się na przełomie lata i jesieni, co jest związane z najwyższą temperaturą powierzchni wód w tym okresie. Średnica cyklonu przekracza 100km, a największy miał aż 2200km. Czas trwania cyklonu wynosi od kilku do kilkunastu dni.
Cyklony rodzą się tam, gdzie tropikalny ocean zasila atmosferę dużą ilością pary wodnej i ciepła, wytwarzając nad powierzchnią wody warstwę gorącego i wilgotnego powietrza (1). Temperatura wody w warstwie powierzchniowej oceanu powinna przekraczać 27°C, a grubość tej warstwy co najmniej 50 m. Gdy powietrze się wznosi, para wodna się skrapla, tworząc chmury i deszcz (2). Skraplająca się para oddaje ciepło (woda ma bardzo duże ciepło parowania a więc i skraplania), które wcześniej posłużyło do zamiany wody morskiej w parę. Proces skraplania zachodzi z wydzieleniem dużej ilości energii, wskutek czego ogrzane powietrze wznosi się w tworzących się burzowych chmurach jeszcze wyżej (3), gdzie następuje dalsza kondensacja.
Uwalnianie dużej ilości ciepła nad tropikalnym oceanem sprawia, że w miejscu, do którego z obszarów przyległych napływają masy wilgotnego powietrza, powstaje niż baryczny (4). Ten ciągły napływ do rozrastającego się układu burzowego przenosi coraz więcej ciepła i wilgoci znad oceanu w wyższe warstwy atmosfery (5). Wynoszenie powietrza w górę i dalsze uwalnianie ciepła przyśpiesza ściąganie okolicznych mas powietrza w kierunku środka burzy, który zaczyna wirować pod wpływem ruchu obrotowego Ziemi (6) (działanie sił Coriolisa). W miarę jak cały proces przybiera na sile, układ burzowy potężnieje i zyskuje charakterystyczną postać (nr 7 poniżej).
Gdy układ burzowy osiągnie określoną intensywność, w jego centrum zazwyczaj powstaje tzw. oko - spokojny obszar niskiego ciśnienia (8). Wokół oka wiruje pas gęstych chmur i bardzo silnych wiatrów, zwany ścianą oka (9). Taki układ burzowy nosi już miano cyklonu. Tymczasem wznoszące się powietrze, wciąż ciepłe, lecz pozbawione większości pary wodnej, nie może już wznieść się wyżej, bo stratosfera działa jak pokrywka na garnku. Część tego osuszonego powietrza wpada do oka (10), reszta zaś oddala się spiralnie od centrum, jednocześnie opadając (11).
Cyklon może powstać w odległości od równika wynoszącej co najmniej 500 km (na równiku pozioma składowa siły Coriolisa jest za mała do powstania ruchu wirowego). W tym czasie stałe prądy atmosferyczne prowadzą cały układ po określonym szlaku. W Gdy cyklon przesuwa się nad ląd, zostaje odcięty od zasilających go ciepłych wód morskich i szybko słabnie.

Naukowcy sądzą, że można osłabić cyklon albo przestawić go na mniej niebezpieczny tor przez zmianę początkowych parametrów (np. temperatury lub wilgotności powietrza) panujących w jego środku lub na obszarach przyległych. Aby interwencja była skuteczna, muszą dysponować bardzo szczegółową prognozą rozwoju cyklonu.

Metereolodzy muszą najpierw nauczyć się przewidywać szlaki cyklonów z niezwykłą precyzją, określać na bieżąco zmiany parametrów fizycznych (np. temperatury powietrza) wpływających na ich zachowanie, a także znaleźć metody oddziaływania na te parametry. Badania są jeszcze w powijakach, ale wyniki symulacji komputerowych przeprowadzonych w ostatnich latach wskazują, że modyfikowanie cyklonów powinno być możliwe. Co więcej, wydaje się, że ta sama cecha, która tak utrudnia prognozowanie pogody - ogromna czułość atmosfery na stosunkowo niewielkie bodźce jest kluczem do zapanowania nad cyklonami. Pierwsze komputerowe próby zmiany szlaku symulowanego cyklonu przez drobne modyfikacje jego stanu początkowego udały się, a dalsze eksperymenty też wyglądają obiecująco.
Opracowano na podstawie artykułu "Ujarzmić huragany" zamieszczonego w numerze 11/2004 czasopisma "Świat Nauki".