Содержание
Крупнейшие тропические циклоны в истории
3 ноября 2015, 09:40,
обновлено 14 марта 2015, 09:52
Циклон — атмосферный вихрь огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью, сопровождаются мощными грозами и ветрами штормовой силы. В Юго-Восточной Азии и на Дальнем Востоке тропические циклоны называются тайфунами, в Северной и Южной Америке — ураганами. Шторм классифицируют как ураган при превышении ветром скорости 117 км/ч.
10-16 октября 1780 г. на Малые Антильские острова в Карибском море обрушился тропический циклон «Сан-Каликсто». Это стихийное бедствие, также известное как Великий ураган 1780 г., — самое смертоносное в североатлантическом бассейне за всю историю наблюдений. Его жертвами стали, по разным данным, от 20 до 22 тыс. жителей региона. Ураган, совпавший по времени с войной за независимость США, также нанес большой ущерб кораблям британского и французского флотов.
25 ноября 1839 г. мощный тропический циклон разрушил индийский порт Коринга, расположенный на берегу Бенгальского залива. Штормовой прилив высотой более 12 м уничтожил 25 тыс. судов, в результате стихийного бедствия погибли более 300 тыс. человек. Впоследствии город так и не был полностью восстановлен, сейчас на его месте расположена небольшая деревня.
8 сентября 1900 г. ураган, поразивший американский островной город Галвестон (шт. Техас), унес жизни, по разным оценкам, от 6 до 12 тыс. человек (примерно пятая часть местного населения). Приливные волны, в высоту достигавшие почти 5 м, полностью затопили остров. Было разрушено около 3 тыс. 600 зданий. Галвестонский ураган остается самым смертоносным стихийным бедствием в истории США.
12 ноября 1970 г. на территории Восточного Пакистана и индийской Западной Бенгалии обрушился циклон «Бхола» — самый смертоносный тропический циклон в истории наблюдений и одно из крупнейших по числу жертв стихийных бедствий в современной истории. В результате удара штормового прилива в дельте Ганга погибли от 300 до 500 тыс. человек, общее число пострадавших превысило 4,7 млн человек. Ущерб, по оценке 1970 г., составил $86,4 млн. Пакистанское правительство было подвергнуто жесткой критике за медлительность при ликвидации последствий удара стихии, на последовавших в декабре 1970 г. парламентских выборах восточнопакистанская партия «Авами» одержала победу, а продолжавшееся противостояние привело к войне за независимость, результатом которой стало создание в 1971 г. на территории бывшего Восточного Пакистана Народной Республики Бангладеш.
30 июля 1975 г. в районе Филиппинского моря сформировался интенсивный тропический циклон «Нина». 8 августа он вызвал катастрофические разрушения и жертвы в Китае вследствие разрушения дамбы Баньцяо (уезд Биян, пров. Хэнань) и более 60 других плотин. В результате сильнейшего наводнения (волна высотой 3-7 м и шириной 10 км за час прошла 50 км и создала искусственные озера площадью 12 тыс. кв. км) погибли, по разным оценкам, от 26 до 171 тыс. человек; 11 млн человек лишились крова.
С 4 по 24 октября 1979 г. в западной части Тихого океана действовал циклон «Тип» — наиболее интенсивный и крупный тропический циклон в истории наблюдений. Максимальная скорость ветра составляла 305 км/ч, диаметр урагана достигал 2 тыс. 220 км. Выпадение осадков привело к гибели 55 человек, в результате вызванных ураганом кораблекрушений погибли или пропали без вести 44 человека. «Тип» также является одним из наиболее изученных тропических циклонов — авиация ВВС США выполнила 60 исследовательских полетов в зону действия урагана.
22 октября 1998 г. в западной части Карибского моря сформировался тропический шторм, вскоре развившийся в ураган «Митч» — один из самых мощных в Атлантическом бассейне (максимальная устойчивая скорость ветра составляла 285 км/ч). Ураган причинил катастрофические разрушения на территории Гондураса, Никарагуа, Гватемалы и Сальвадора. В результате стихийного бедствия погибли почти 19 тыс. человек; 2,7 млн остались без крова; ущерб от вызванных ураганом наводнений, по оценке 1998 г., составил $6 млрд.
29 августа 2005 г. на юго-восток США обрушился разрушительный тропический ураган «Катрина». По официальным данным, жертвами стихии стали 1 тыс. 833 человека, значительный ущерб был нанесен городам Новый Орлеан и Луизиана (под водой оказалось около 80% площади города). Экономический ущерб, по оценке 2007 г., составил более $108 млрд. Один из самых разрушительных ураганов на территории США за всю историю наблюдений.
3–11 ноября 2013 г. в результате обрушившегося на Филиппины мощного тайфуна «Хайян», вызвавшего многочисленные наводнения и оползни, погибли более 6,3 тыс. человек, порядка 1 тыс. пропали без вести. В общей сложности пострадали около 11 млн жителей в 10 тыс. населенных пунктов. Ущерб, нанесенный стране, превысил 10 млрд долларов США. «Хайян» стал 30-м тайфуном, который образовался в Тихом океане в 2013 г., и мощнейшим за всю историю метеонаблюдений в этом регионе.
14 марта 2015 г. мощный тропический циклон «Пэм» прошел в непосредственной близости от столицы Вануату Порт-Вила, разрушив в этом городе до 80% домов и став причиной гибели по меньшей мере 8 человек. По предварительным данным, в северной вануатской провинции Пенама жертвами стали 44 человека, точное число погибших может быть большим. «Пэм» стал одним из самых мощных циклонов с южном полушарии за всю историю наблюдений — скорость ветра рядом с его эпицентром достигала 270 км/ч.
Теги:
Тайфуны и ураганы
УКРОЩЕНИЕ ТРОПИЧЕСКОГО ЦИКЛОНА | Наука и жизнь
Циклоны, периодически возникающие в тропической зоне Земли, обладают колоссальной энергией. Ураганные ветры разрушают города, вызывают наводнения и гибель людей. Все попытки подавить тропический циклон или хотя бы уменьшить его мощь пока заканчивались полной неудачей. Несмотря на это, рискнем все же предложить способ его укрощения на раннем этапе, применив принцип отрицательной обратной связи. Если часть энергии зарождающегося циклона отобрать при помощи системы ветроэлектро-станций и полученную энергию преобразовать в воздушный поток, тормозящий циклон, то, как считает автор статьи, удастся существенно снизить его интенсивность. И хотя реализация предложенной идеи выглядит несколько фантастично, с помощью современных технических средств она вполне осуществима.
Ветроэнергетические установки способны не только давать электрическую энергию, но и укрощать тропические ураганы.
Наука и жизнь // Иллюстрации
1. Схема автогенератора с положительной обратной связью.
Наука и жизнь // Иллюстрации
2. Циклон над Тихим океаном и его математическая модель.
3. Структурная схема энергетической системы с отрицательной обратной связью аналогична схеме автогенератора и отличается от нее только характером обратной связи.
4. Экспериментальная установка по торможению модели циклона.
‹
›
Открыть в полном размере
ОЦЕНКА ЭНЕРГИИ ТРОПИЧЕСКОГО ЦИКЛОНА
Согласно метеорологической науке, тропический циклон представляет собой атмосферную систему с низким давлением и воздушными потоками, закрученными в спираль со скоростью ветра более 17 м/с. Теплое ядро циклона формируется над тропической акваторией океана с температурой 26-27°С. Прогретый воздух, насыщенный влагой, поднимаясь с поверхности океана на большую высоту, охлаждается. Вследствие этого водяные пары конденсируются, выделяя тепло, которое питает энергией зарождающийся циклон. При возникновении подобного лавинообразного процесса в области, лежащей между 5-ю и 20-ю градусами северной широты, под воздействием земной силы Кориолиса образуется крупномасштабный циклонический вихрь. Он вращается вокруг практически вертикальной оси против часовой стрелки и окружен массой относительно холодного и неподвижного воздуха. Развитие циклона продолжается до момента равновесия между тепловой энергией испарения и охлаждением океана в силу перемешивания его вод.
Оценим кинетическую энергию циклона, как вращающегося столба воздушного потока высотой L и радиусом R при средней плотности воздуха r = 0,8 кг/м3. Воспользовавшись известной из школьного курса физики формулой, получим:
(1)
где V — скорость воздушных потоков в циклоне.
Согласно (1) при V = 17 м/с, L = 10 км и R = 7 км кинетическая энергия циклона WЦ 1014 Дж; при V = 27 м/с, R = 150 км WЦ = 1017 Дж.
Попутно укажем, что энергия, выделяющаяся при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 килотонн, составляет 1014 Дж, а 20-мегатонной водородной — 1017 Дж. Из приведенных цифр видно, что при зарождении тропического циклона его энергия сравнима с энергией атомной бомбы, а на конечном этапе развития — водородной. Отсюда ясно, какой разрушительной силой обладает тропический циклон из-за высокой скорости вращения.
ПРИНЦИП ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
Есть такая наука — теория колебаний, позволяющая единообразно исследовать самые различные по своей физической природе колебательные процессы. С позиций этой теории циклон — спиральное образование вокруг вертикальной оси — можно трактовать как объемный автоколебательный процесс, стремящийся к состоянию равновесия между энергией, питающей циклон (тепловая энергия испарения), и суммарной энергией всех потерь (охлаждение за счет океана, сопротивление воздуха, трение о поверхность, преодоление препятствий и т. д.). Рассмотрим в этой связи работу обычного автогенератора, структурная схема которого приведена на рис. 1,а. Схема включает колебательный контур, цепь обратной связи и усилитель. Если цепь обратной связи разорвать, то колебания в контуре из-за имеющихся в нем потерь погаснут (рис. 1,б). Для поддержания автоколебаний на определенном уровне (рис. 1,в) контур все время надо пополнять энергией, компенсирующей энергию потерь. Этой цели и служит цепь положительной обратной связи, с помощью которой небольшая по мощности часть колебаний, отобранная из контура, усиливается и вновь возвращается в него, не давая колебаниям затухнуть. Одним словом, сколько энергии теряется в контуре, столько в него за счет обратной связи и следует дополнительно «впрыснуть».
Вернемся к циклону — тому же автогенератору, только иной физической природы, гигантского объема и мощности. На плоскости X-Y моделью, отражающей работу такого автогенератора, могут служить спирали, «наматывающиеся» на общую окружность, — так называемый устойчивый предельный цикл, соответствующий состоянию равновесия в системе, когда дополнительная энергия, вбрасываемая в систему, равна энергии потерь (рис. 2). Движение каждой из точек спирали во времени t определяется зависимостями X(t) и Y(t), близкими к синусоиде, в результате чего траектория движения точки на плоскости X-Y оказывается спиралью. Для уменьшения энергии такого объемного автогенератора, служащего моделью циклона, необходимо резко уменьшить радиус предельного цикла R, для чего в систему нужно внести дополнительные потери. Но как это осуществить?
СПОСОБ ВНЕСЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ В ИССЛЕДУЕМЫЙ ПРОЦЕСС
От общей рекомендации по уменьшению энергии циклона обратимся к конкретному предложению, основанному на применении ветроэнергетических установок.
При анализе работы ветрового электрогенератора рассматривают три вида энергии в процессе ее преобразования:
— кинетическую энергию в единицу времени воздушного потока, прогоняемого через площадь S = r2, где r — радиус пропеллера, со скоростью V;
— механическую энергию вращающегося пропеллера;
— электрическую энергию ветрового электрогенератора, что позволяет получить следующую формулу для его мощности:
(2)
Запитаем полученной электрической энергией электродвигатель, на оси которого закрепим пропеллер. Работа, совершаемая таким вентилятором, с учетом кпд электродвигателя за время ТВ (в секундах) составит:
(3)
При r = 32 м , V = 30 м/с из (3) получим:
WВ 107ТВ Дж.
Разместим группу подобных ветровых генераторов-вентиляторов в зоне действия циклона.
Направление вращения пропеллеров вентиляторов установим по часовой стрелке, то
есть противоположным направлению вращения вихревого воздушного потока (циклоны
в Северном полушарии всегда вращаются против часовой стрелки), что должно способствовать
торможению развития циклона.
Таким образом, в рассматриваемой модели часть кинетической энергии циклона сначала преобразуется в электрическую энергию группой ветровых электрогенераторов. Затем она превращается в энергию, «впрыскиваемую» с помощью вентиляторов в форме направленных воздушных потоков в основной, «материнский» поток в противоположном ему направлении и потому тормозящую его развитие. Такая энергетическая система с отрицательной обратной связью по энергии может быть представлена в виде структурной схемы, приведенной на рис. 3. Оценивают работу данной системы в первую очередь два параметра. Первый — отношение «организованной» энергии WВ, вбрасываемой в основной воздушный поток вентиляторами, к кинетической энергии этого потока WЦ. Назовем его энергетическим коэффициентом обратной связи γ = WВ/WЦ. Второй параметр характеризует инерционные свойства системы, связанные с временем поднятия прогретого, насыщенного влагой воздуха с поверхности океана до момента конденсации водяных паров и выделения ими тепла, питающего энергией циклон. При вертикальной скорости поднятия воздуха V < 0,1 м/с и высоте, на которой происходит конденсация паров, 10 км получим для данного времени
ТП > 105 с 28 ч. За время ТП вентиляторы должны «впрыснуть» в циклон такое количество «организованной» энергии, которое начнет тормозить его развитие.
Таков в общих чертах физический механизм возможного предотвращения развития тропического циклона на начальном этапе, когда его разрастание можно остановить с помощью группы ветровых генераторов-вентиляторов. Их можно разместить на специальных высокоскоростных кораблях, управляемых по радио и направляемых в зону зарождения циклонического образования после его обнаружения с помощью метеорологических спутников.
Сравнивая предложенную схему торможения развития циклона (рис.3) со схемой обычного автогенератора (рис.1), отметим одно важное различие между ними. В обычной схеме обратная связь положительна, с ее помощью автоколебания «разгоняются» по мощности. В случае циклона она должна быть отрицательной, гасящей автоколебания.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Высказанные предположения были проверены на модели. На дне цилиндрического сосуда диаметром и высотой по 25 см стоял вентилятор, создающий вихревой воздушный поток 0,05 м3/с (имитация циклона), вращающийся против часовой стрелки (рис. 4). Над ним размещались четыре маленьких вентилятора, вращающиеся по часовой стрелке, с суммарной мощностью ветровых потоков около 0,005 м3/с (значение коэффициента обратной связи γ = 0,1). На дне сосуда налита вода, подогреваемая снизу до температуры кипения и образования пара. При включении только большого вентилятора в сосуде образовывался циклический поток ламинарного типа разогретого воздуха. При одновременном включении всех пяти вентиляторов ламинарный поток преобразовывался в турбулентный. Для лучшего наблюдения за процессом преобразования ламинарного потока воздуха в турбулентный в воде растворяли металлический йод, придающий парам розовую окраску.
Таким образом, лабораторный эксперимент подтвердил, что затормозить мощный вихревой циклический процесс с помощью специально организованных «малых» потоков, закрученных в противоположную сторону, вполне возможно.
Попутно заметим, что обычно стараются избавиться от турбулентного, вихревого движения газа и жидкости, создающего дополнительные потери, и сохранить ламинарный, упорядоченный процесс движения. Здесь же предлагается прямо противоположный рецепт: ламинарный поток преобразовать в хаотический, турбулентный, который и будет препятствовать развитию циклона.
Для полной проверки предложенной идеи о разрушении циклона на начальном этапе его развития требуется, конечно, более полномасштабный эксперимент.
Из проведенного анализа и лабораторного эксперимента следует, что:
— энергия, разрушающая циклон, должна быть сопоставима с его кинетической энергией, ориентировочно 1:10, поэтому тормозить циклон необходимо на начальном этапе его зарождения;
— энергия торможения в качестве своего источника должна использовать сам циклон путем прямого отбора из него части энергии с помощью воздушных вентиляторов;
— можно применить принцип отрицательной обратной связи, «впрыскивая» в циклон дополнительную энергию в противоположном от основного движения направлении;
— нужно упорядоченные, вращающиеся по спирали воздушные потоки превратить в хаотические, турбулентные, которые не дадут циклону беспрепятственно развиваться.
Приведенные выше данные показывают, что для рабочей ветроэнергетической системы
разрушения циклона на начальном этапе его зарождения достаточно принять коэффициент
обратной связи γ = 0,1, а для расчета энергии вентиляторов время ТВ
= 20 000 с < ТП. В результате для энергии одного вентилятора
при его мощности Р = 5 МВт получим: WВ = Р •ТВ
= 1011 Дж. Следовательно, при энергии циклона на начальном этапе
WЦ = 1013 Дж и коэффициенте γ = 0,1 для его
разрушения потребуется только 10 генераторов-вентиляторов. В случае повышения
энергии до WЦ = 1014 Дж их число придется увеличить
до 100.
Подробности для любознательных
СИЛА КОРИОЛИСА
Когда тело движется во вращающейся системе координат (например, по поверхности земного шара), приходится учитывать силу, возникающую за счет вращения системы. Для учета ее влияния вводится сила инерции, именуемая силой Кориолиса, по имени французского физика XIX века Гюстава Гаспара Кориолиса, который исследовал явление и ввел само понятие. Сила эта равна произведению массы тела на кориолисово ускорение: αкор = 2ωперvотн sinα, где wпер —угловая скорость вращения системы, α — угол между направлением скорости тела vотн и осью вращения системы, и направлена в противоположную сторону. Действие силы Кориолиса приводит к тому, что тело, движущееся во вращающейся системе непараллельно оси ее вращения, отклоняется в направлении, перпендикулярном направлению скорости. На Земле этот эффект, обусловленный ее суточным вращением, приводит к тому, что падающие тела отклоняются к востоку, а движущиеся вдоль меридиана отклоняются в Северном полушарии вправо, а в Южном — влево от направления движения. Эти отклонения вследствие медленного вращения Земли (ωпер = 10-5 с-1) заметно сказываются только при очень высоких скоростях движения (например, при дальней артиллерийской стрельбе или запусках ракет) либо когда движение длится очень долго — при возникновении морских и воздушных течений, а также при размывании реками соответствующих берегов. В науках о Земле последнее явление называется законом Бэра.
Литература
Каганов В. И. Ветроэлектроэнергетика как составная часть мировой энергетики // Наукоемкие технологии, 2002, т. 3, № 2.
Каганов В. И. Ветроэнергетический метод предотвращения развития тропического циклона // Письма в ЖТФ, 2006,т.32, вып.6.
Качурин Л. Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы . — Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
Лучков Б. И. Ураганы — вечная проблема? // Наука и жизнь, 2006, № 3.
Погосян Х. П. Циклоны. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976.
Атлантический 5-дневный графический прогноз погоды в тропиках
Анализы и прогнозы
- Продукция для тропических циклонов
- Прогноз погоды в тропиках
- Морские продукты
- Аудио/Подкасты
- RSS-каналы
- Продукты ГИС
- Альтернативные форматы
- Тропический циклон Описание продукта
- Описание морской продукции
▾
Данные и инструменты
- Спутниковые снимки
- Радиолокационные изображения
- Самолет-разведчик
- Инструменты для тропического анализа
- Экспериментальные продукты
- Калькулятор широты/долготы
- Пустые карты отслеживания
▾
Образовательные ресурсы
- Будьте готовы!
Ураган NWS
Неделя подготовки - NWS Защита от ураганов
- Информационные документы
- Штормовой нагон
- Watch/Warning Breakpoints
- Климатология
- Названия тропических циклонов
- Шкала ветра
- Записи и факты
- Исторические сводки об ураганах
- Прогнозные модели
- Публикации NHC
- Глоссарий NHC
- Сокращения
- Часто задаваемые вопросы
- Будьте готовы!
▾
Архивы
- Информационные бюллетени по тропическим циклонам
- Прогноз погоды в тропиках
- Отчеты о тропических циклонах
- Проверка прогноза тропических циклонов
- Сводка сезона атлантического течения
- E. Тихоокеанская сводка текущего сезона
- C. Сводка текущего сезона Pacific
- Архив новостей NHC
- Объявления о продуктах и услугах
- Другие архивы: HURDAT,
Track Maps,
Marine Products,
и более
▾
О
- Национальный центр ураганов
- Центральная часть Тихого океана
Центр ураганов - Свяжитесь с нами
▾
Поиск
Ищи
NWS
Все NOAA▾
Заархивированные Outlook | Шейп-файлы ГИС |
Для лучшего просмотра включите JavaScript в вашем браузере.
Центральная часть Тихого океана | Восточная часть Тихого океана | Атлантика |
|
Этот продукт обновляется приблизительно |
Прогноз погоды в тропиках Текст |
ZCZC MIATWOAT ВСЕ TTAA00 KNHC ДДЧЧММ Прогноз погоды в тропиках Национальный центр ураганов NWS Майами, Флорида 20:00 по восточноевропейскому времени, четверг, 27 октября 2022 г. Для Северной Атлантики... Карибского моря и Мексиканского залива: 1. Юго-западная Атлантика: Недавние спутниковые данные о ветре указывают на впадину низкого давления. простирается над юго-западной частью Атлантического океана и продолжает производят обширную область неорганизованных ливней и гроз. А прогнозируется появление поверхностной системы низкого давления вдоль северной часть оси желоба сегодня вечером и субтропическая депрессия может сформироваться в течение следующего дня или около того, пока система движется на север над западной Атлантикой. К концу субботы, верхний уровень прогнозируется, что ветры станут менее благоприятными для развития, а Ожидается, что низкий начнет взаимодействовать с приближающимся фронтальным система. * Шанс формирования через 48 часов... средний... 40 процентов. * Шанс образования через 5 дней...средний...40 процентов. 2. Восточная часть Карибского бассейна: Ожидается, что над востоком сформируется область пониженного давления. Карибское море в эти выходные, возможно, связано с южной частью существующего желоба низкого давления над участком. Относящийся к окружающей среде прогнозируются благоприятные условия для постепенного развития, и тропическая депрессия может сформироваться в начале следующей недели, в то время как возмущение перемещается в основном на запад или запад-северо-запад по Центральное Карибское море. * Вероятность образования через 48 часов... низкая... около 0 процентов. * Шанс формирования через 5 дней...средний...50 процентов. Прогнозист Рейнхарт
Страница не найдена
Анализы и прогнозы
- Продукция для тропических циклонов
- Прогноз погоды в тропиках
- Морские продукты
- Аудио/Подкасты
- RSS-каналы
- Продукты ГИС
- Альтернативные форматы
- Описание морской продукции
Описание продукта Tropical Cyclone
▾
Данные и инструменты
- Спутниковые снимки
- Радиолокационные изображения
- Самолет-разведчик
- Инструменты для тропического анализа
- Экспериментальные продукты
- Калькулятор широты/долготы
- Пустые карты отслеживания
▾
Образовательные ресурсы
- Будьте готовы!
Ураган NWS
Неделя подготовки - NWS Защита от ураганов
- Информационные документы
- Штормовой нагон
- Watch/Warning Breakpoints
- Климатология
- Названия тропических циклонов
- Шкала ветра
- Записи и факты
- Исторические сводки об ураганах
- Прогнозные модели
- Публикации NHC
- Глоссарий NHC
- Сокращения
- Часто задаваемые вопросы
- Будьте готовы!
▾
Архивы
- Информационные бюллетени по тропическим циклонам
- Прогноз погоды в тропиках
- Отчеты о тропических циклонах
- Проверка прогноза тропических циклонов
- Сводка сезона атлантического течения
- E. Тихоокеанская сводка текущего сезона
- C. Сводка текущего сезона Pacific
- Архив новостей NHC
- Объявления о продуктах и услугах
- Другие архивы: HURDAT,
Track Maps,
Marine Products,
и более
▾
О
- Национальный центр ураганов
- Центральная часть Тихого океана
Центр ураганов - Свяжитесь с нами
▾
Поиск
Ищи
NWS
Все NOAA▾
Запрошенная веб-страница не может быть найдена.