Sådan fungerer orkaner

Orkaner er kraftige storme, og fange menneskelig fantasi. Orkanen Harvey ramte Texas i august 2017, oversvømmelse af et af de største metroområder i USA. Mindre end to uger senere, tankerne vendte sig til orkanen Irma, blandt de stærkeste atlantiske orkaner, der nogensinde er målt. Og da orkanen Sandy tog sin vej til USAs østkyst i oktober 2012, meteorologer kaldte stormen uden fortilfælde med hensyn til dens potentiale for skader og dødsfald, på grund af sin vej langs den tætbefolkede bykyst. Få begivenheder på Jorden konkurrerer med den enorme kraft af a orkan . Også kendt som tropisk cyklon og tyfoner , disse voldsomme storme kan omdanne havene til en voldelig topografi af 50 fod (15 meter) toppe og dale, omdefinere kystlinjer og reducere hele byer til vandig ruin. Nogle forskere teoretiserer endda, at dinosaurerne blev udslettet af forhistorisk hypercanes , en slags super-orkan, der blev vækket til live af varmen fra et asteroideangreb.

Hvert år, verden oplever orkansæson . I denne periode, hundredvis af stormsystemer spiral ud fra de tropiske områder omkring ækvator, og mellem 40 og 50 af disse storme intensiveres til orkanniveauer. På den nordlige halvkugle, sæsonen løber fra 1. juni til 30. november, mens den sydlige halvkugle generelt oplever orkanaktivitet fra januar til marts. Så 75 procent af året, det er sikkert at sige, at nogen et eller andet sted sandsynligvis bekymrer sig om en forestående orkan.

En orkan bygger energi, når den bevæger sig over havet, suger op varmt, fugtig tropisk luft fra overfladen og dosering af køligere luft højt. Tænk på dette som stormen, der trækker vejret ind og ud. Orkanen eskalerer, indtil denne "vejrtrækning" forstyrres, som når stormen lander. På dette tidspunkt, stormen mister hurtigt sin fart og kraft, men ikke uden at slippe vindhastigheder op til 300 km / t på kystområder.

I denne artikel, vi udforsker livscyklus og anatomi for en orkan, samt de metoder, vi bruger til at klassificere og spore disse ultimative stormsystemer, mens de suser over hele kloden.

1. Definere en orkan
2. Hvordan dannes en orkan
3. Livscyklus for en orkan
4. Orkan kategorier
5. Orkanskader
6. Sporing af en orkan
7. Orkanens navne
8. Orkanens historie

Definere en orkan

For at forstå, hvordan en orkan fungerer, du er nødt til at forstå de grundlæggende principper for atmosfærisk tryk . Gasserne i Jordens atmosfære er underlagt planetens tyngdekraft. Faktisk, atmosfæren vejer tilsammen 5,5 billioner tons (4,99 quadrillion metriske tons). Gasmolekylerne i bunden, eller dem, der er tættest på jordens overflade, hvor vi alle bor, komprimeres af vægten af ​​luften over dem.

Luften tættest på os er også den varmeste, da atmosfæren for det meste opvarmes af land og hav, ikke ved solen. For at forstå dette princip, tænk på en person, der steger et æg på fortovet på en varm, solskinsdag. Varmen, der absorberes af fortovet, fritter faktisk ægget, ikke varmen der kommer ned fra solen. Når luften varmes op, dets molekyler bevæger sig længere fra hinanden, gør det mindre tæt. Denne luft stiger derefter til højere højder, hvor luftmolekyler er mindre komprimeret af tyngdekraften. Når det er varmt, lavtryksluft stiger, fedt nok, højtryksluft griber muligheden for at bevæge sig ind under den. Denne bevægelse kaldes a trykgradientkraft.

Dette er nogle af de grundlæggende kræfter, der arbejder, når et lavtrykscenter dannes i atmosfæren-et center, der kan blive til, hvad mennesker i Nordatlanten, Regioner i det nordlige Stillehav og Caribien kalder en orkan. Hvad sker der ellers? Godt, som vi ved, varm, fugtig luft fra havets overflade begynder at stige hurtigt. Når den stiger, dens vanddamp kondenserer til dannelse af stormskyer og dråber regn. Kondens frigiver varme kaldet latent kondensvarme . Denne latente varme varmer den kølige luft, får det til at stige. Denne stigende luft erstattes af mere varm, fugtig luft fra havet nedenfor. Og cyklussen fortsætter, tegner mere varmt, fugtig luft ind i den udviklende storm og flytte varme fra overfladen til atmosfæren. Denne varmeudveksling skaber et vindmønster, der cirkulerer omkring et center, som vand, der går ned i et afløb.

Men hvad med de karakteristiske voldsomme vinde? Konvergerende vinde ved overfladen kolliderer og skubber varme, fugtig luft opad. Denne stigende luft forstærker den luft, der allerede stiger fra overfladen, så stormens cirkulation og vindhastigheder stiger. I mellemtiden, stærke vinde blæser samme hastighed i højere højder (op til 30, 000 fod eller 9, 000 meter) hjælper med at fjerne den stigende varme luft fra stormens centrum, opretholde en konstant bevægelse af varm luft fra overfladen og holde stormen organiseret. Hvis vindene i højden ikke blæser med samme hastighed på alle niveauer-hvis vindsaks er til stede - stormen bliver uorganiseret og svækkes.

Endnu højere i atmosfæren (over 30, 000 fod eller 9, 000 meter) højtryksluft over stormens centrum fjerner også varme fra den stigende luft, yderligere driver luftcyklussen og orkanens vækst. Da højtryksluft suges ind i stormens lavtrykscenter, vindhastigheder stiger. Så har du en orkan at kæmpe med.

Hvordan dannes en orkan

Du hører aldrig om orkaner, der rammer Alaska. Det er fordi orkaner udvikler sig i varme, tropiske områder, hvor vandet er mindst 80 grader Fahrenheit (27 grader Celsius). Stormene kræver også fugtig luft og konvergerende ækvatoriale vinde. De fleste atlantiske orkaner begynder ud for Afrikas vestkyst, starter som tordenvejr, der bevæger sig ud over det varme, tropiske havvande.

En orkans lavtrykscenter for relativ ro kaldes øje . Området omkring øjet kaldes øjenvæg , hvor stormens mest voldsomme vinde forekommer. Båndene af tordenvejr, der cirkulerer udad fra øjet, kaldes regnbånd . Disse storme spiller en central rolle i fordampnings-/kondenscyklussen, der føder orkanen.

Rotationen af ​​en orkan er et produkt af Coriolis kraft , et naturfænomen, der får væsker og frit bevægelige objekter til at svinge til højre for deres destination på den nordlige halvkugle og til venstre på den sydlige halvkugle. Forestil dig at flyve med et lille fly direkte sydpå. Mens du bevæger dig sydpå, planeten roterer. Hvis du planlagde en flyvning fra Nordpolen til ækvator på et kort, stien ser ud til at krumme til højre.

Så på den nordlige halvkugle, vinden vender mod højre. På den sydlige halvkugle, de afbøjer til venstre. Denne vindafbøjning får storme til at snurre. Som resultat, orkaner på den nordlige halvkugle roterer mod uret og med uret på den sydlige halvkugle. Kraften påvirker også orkanens faktiske vej, bøje dem til højre (med uret) på den nordlige halvkugle og til venstre (mod uret), hvis du er syd for ækvator. Hvis du ikke kan huske, bare flytte inden for fem grader af ækvator; Coriolis -styrken er for svag der til at hjælpe med at danne orkaner.

Orkaner begynder ofte deres liv som klynger af skyer og tordenvejr kaldes tropiske forstyrrelser . Disse lavtryksområder har svage trykgradienter og lidt eller ingen rotation. De fleste af disse forstyrrelser dør ud, men nogle få fortsætter ned ad stien til orkanstatus. I disse tilfælde, tordenvejr i forstyrrelsen frigivelse latent varme , som varmer områder i forstyrrelsen. Dette får lufttætheden inde i forstyrrelsen til at falde, faldende overfladetryk. Vindhastighederne stiger, når køligere luft suser under den stigende varme luft. Da denne vind er underlagt Coriolis -kraften, forstyrrelsen begynder at rotere. Den indkommende vind indbringer mere fugt, som kondenserer til at danne mere skyaktivitet og frigiver latent varme i processen.

Livscyklus for en orkan

I betragtning af ødelæggelsen frigør stormen, det er let at tænke på en orkan som en slags monster. Det er muligvis ikke en levende organisme, men det kræver næring i form af varmt, fugtig luft. Og hvis en tropisk forstyrrelse fortsat finder nok af denne "mad" og støder på optimale vind- og trykforhold, det vil bare blive ved med at vokse.

Det kan tage alt fra timer til dage, før en tropisk forstyrrelse udvikler sig til en orkan. Men hvis cyklonen med cyklonisk aktivitet fortsætter, og vindhastighederne stiger, den tropiske forstyrrelse skrider frem gennem tre faser:

1. Tropisk depression :vindhastigheder på mindre end 38 mph
2. Tropisk storm :vindhastigheder på 39 til 73 mph
3. Orkan :vindhastigheder større end 74 mph

Mellem 80 og 100 tropiske storme udvikler sig hvert år rundt om i verden. Mange af dem dør ud, før de kan blive for stærke, men omkring halvdelen af ​​dem opnår til sidst orkanstatus.

Orkaner varierer meget i fysisk størrelse. Nogle storme er kompakte, med kun få bånd af vind og regn bagved. Andre storme er løsere - båndene af vind og regn spredte sig over hundreder eller tusinder af miles. Orkanen Floyd, som ramte det østlige USA i september 1999, føltes fra de caribiske øer til New England.

Når en orkan er dannet og intensiveret, den eneste tilbageværende vej for den atmosfæriske juggernaut er dissipation. Til sidst, stormen vil støde på forhold, der nægter den varme, fugtig luft det kræver. Når en orkan bevæger sig ud på køligere farvande på en højere breddegrad, gradienttryk falder, vinden langsom, og hele stormen er tæmmet, fra en tropisk cyklon til en svagere ekstratropisk cyklon der henvender sig på dage.

Den vigtige forsyning af varme, fugtig luft forsvinder også, når orkanen lander. Kondens og frigivelse af latent varme reduceres, og friktionen i et ujævnt landskab reducerer vindhastighederne. Dette får vinde til at bevæge sig mere direkte ind i stormens øje, eliminerer den store trykforskel, der brænder stormens fantastiske kraft.

Orkan kategorier

Orkaner kan frigøre utrolige skader, når de rammer. Dog med nok advarsel, byer og kystområder kan give beboerne den tid, de har brug for for at forstærke området og endda evakuere. For bedre at klassificere hver orkan og forberede de berørte til stormens intensitet, meteorologer er afhængige af vurderingssystemer.

Der er fem kategorier, ifølge Saffir-Simpson skalaen:

• Kategori 1 -storme har vedvarende vind på 74 til 95 miles (119 til 153 kilometer) i timen. Disse kan beskadige tage, snap trægrene og fjern nogle træer med rødderne. Strømafbrydelser kan forekomme.
• Kategori 2 storme har vedvarende vind på mellem 96 til 110 miles (154 til 177 kilometer). Der kan være strømtab, nedfaldne gader, og større tag- og sidesporskader på velkonstruerede rammehuse.
• Kategori 3 -storme har vedvarende vind på 111 til 129 miles (178 til 208 kilometer) i timen. Skader på boliger kan være store, og elektricitet og vand kan være ude selv uger efter, at stormen er gået.
• Kategori 4 -storme har vedvarende vind på 209 til 251 kilometer i timen. Ejendomsskader kan være omfattende, og træer kan blive revet op med rødder. Strømmen kan være slukket i flere måneder, og det område, der er ødelagt af stormen, kan være ubeboelig i flere måneder, også.
• Kategori 5 -storme har vedvarende vind på 257 kilometer i timen eller højere. Disse orkaner vil forårsage total tag- og bygningsfejl, sammenfaldne vægge, og anden skade. Disse boliger vil være ubeboelige i flere måneder.

Australske meteorologer bruger en lidt anden skala til at klassificere orkaner. Mens den australske skala for cyklonintensitet også rangerer storme efter vindhastighed og skader på en skala fra 1 til 5, den dækker både orkaner og tropiske storme. Dens kategori 1-hastighed starter med maksimal vindstød ved 63-88 kilometer i timen (39-55 mph) og går helt op i kategori 5 (mere end 200 km / h).

Orkanskader

I løbet af årtusinder, orkaner har cementeret deres ry som destroyere. Mange mennesker indrammer dem endda som legemliggørelsen af ​​naturens magt eller handlinger af guddommelig vrede. Selve ordet "orkan" stammer faktisk fra "Hurakan, "en destruktiv maya -gud. Uanset hvordan du vælger at opsummere eller personificere disse magtfulde naturhandlinger, den skade, de påfører, stammer fra flere forskellige aspekter af stormen.

Orkaner leverer massive regnskyl af regn . En særlig stor storm kan dumpe snesevis af centimeter regn på bare et par dage, meget af det inde i landet. Den mængde regn kan skabe oversvømmelser, potentielt ødelæggende store områder på banen til orkanens voldsomme centrum.

Ud over, høj vedvarende vind i stormen kan forårsage omfattende strukturelle skader på både menneskeskabte og naturlige strukturer. Disse vinde kan vælte køretøjer, bryde vægge sammen og blæse over træer. Orkanens fremherskende vinde skubber en mur af vand, kaldet a stormflod , foran den. Hvis stormfloden tilfældigt falder sammen med højvande, det forårsager stranderosion og betydelige oversvømmelser inde i landet.

Selve orkanen er ofte kun begyndelsen. Stormens vinde gyder ofte tornadoer , som er mindre, mere intense cyklonstorme, der forårsager yderligere skade. Du kan læse mere om dem i Sådan fungerer tornadoer.

Omfanget af orkanskader afhænger ikke kun af stormens styrke, men også den måde, den får kontakt med jorden. I mange tilfælde, stormen græsser blot kysten, skåner kysterne sin fulde kraft. Orkanskader afhænger også meget af, om venstre eller højre side af en orkan rammer et givet område. Den højre side af en orkan pakker mere slag, fordi vindhastigheden og orkanens hastighed komplementerer hinanden der. På venstre side, orkanens hastighed trækker fra vindhastigheden.

Denne kombination af vinde, regn og oversvømmelser kan udjævne en kystby og forårsage betydelige skader på byer langt fra kysten. I 1996, Orkanen Fran fejede 241 km inde i landet for at ramme Raleigh, N.C. Titusinder af hjem blev beskadiget eller ødelagt, millioner af træer faldt, strømmen var slukket i flere uger i nogle områder, og den samlede skade blev målt i milliarder af dollars.

Sporing af en orkan

For at overvåge og spore udviklingen og bevægelsen af ​​en orkan, meteorologer er afhængige af fjernmåling fra satellitter, samt data indsamlet af specialudstyrede fly. På jorden, Regionale specialiserede meteorologiske centre , et netværk af globale centre udpeget af Verdens Meteorologiske Organisation, er sigtet for at spore og underrette offentligheden om ekstremt vejr.

Vejrsatellitter bruger forskellige sensorer til at indsamle forskellige typer information om orkaner. De sporer synlige skyer og luftcirkulationsmønstre, mens radaren måler regn, vindhastigheder og nedbør. Infrarøde sensorer registrerer også vitale temperaturforskelle i stormen, samt skyhøjder.

Det Hurricane Hunters er medlemmer af den 53. vejrspaningskvadron/403. fløj, baseret på Keesler Air Force Base i Biloxi, Frk. Siden 1965, Hurricane Hunters-teamet har brugt C-130 Hercules, et meget robust turbopropfly til at flyve ind i tropiske storme og orkaner. Den eneste forskel mellem dette fly og lastversionen er den specialiserede, meget følsomt vejrudstyr installeret på WC-130. Holdet kan dække op til fem stormissioner om dagen, hvor som helst fra midten af ​​Atlanterhavet til Hawaii.

Hurricane Hunters indsamler oplysninger om vindhastigheder, nedbør og barometriske tryk i stormen. De videresender derefter disse oplysninger tilbage til National Hurricane Center i Miami, Fla. Hvis du er nysgerrig efter disse dumdristige piloter, læs Hvorfor ville nogen flyve et fly ind i en orkan?

Meteorologer tager alle de stormdata, de modtager, og bruger dem til at oprette computerprognosemodeller, hedder spaghetti modeller . Baseret på mange aktuelle og tidligere statistiske data, disse virtuelle storme giver forskere mulighed for at forudsige en orkans vej og ændringer i intensitet i god tid før landfald. Med disse data, regeringer og nyhedsbureauer kan ideelt set advare beboere i kystområder og i høj grad reducere tabet af liv under en orkan.

Langsigtet prognose giver nu meteorologer mulighed for at forudsige, hvor mange orkaner, der vil finde sted i en kommende sæson og studere tendenser og mønstre i det globale klima.

Orkanens navne

Mens han personificerer en massiv, ødelæggende kraft giver bestemt en jazzigere overskrift, praksis med at navngive orkaner stammer fra meteorologer, ikke medier. Ofte er mere end en tropisk storm aktiv på samme tid, så hvilken bedre måde at skelne dem fra, end ved at navngive dem?

I flere hundrede år, indbyggere i Vestindien opkaldte ofte orkaner efter den katolske helgedag, hvor stormen landede. Hvis der kom en storm på årsdagen for en tidligere storm, et nummer blev tildelt. For eksempel, Orkanen San Felipe ramte Puerto Rico den 13. september kl. 1876. En anden storm ramte Puerto Rico samme dag i 1928, så denne storm blev navngivet orkanen San Felipe den anden.

Under Anden Verdenskrig, vejrmyndighederne gav kun orkaner maskuline navne. Disse navne fulgte nøje radiokodenavne for bogstaver i alfabetet. Dette system, ligesom det vestindiske helgensystem, hentede fra en begrænset navngivningspulje. I begyndelsen af ​​1950'erne, vejretjenester begyndte at navngive storme alfabetisk og med kun feminine navne. I slutningen af ​​1970'erne, denne praksis blev erstattet med ligestillingssystemet med skiftende maskuline og feminine navne. Verdens meteorologiske organisation (WMO) fortsætter denne praksis den dag i dag.

Sæsonens første orkan får et navn, der starter med bogstavet A, den anden med bogstavet B og så videre. Da stormene påvirker forskellige dele af kloden, navngivningslisterne stammer fra forskellige kulturer og nationaliteter.

Orkaner i Stillehavet får andre navne end atlantiske storme. For eksempel, den første orkan i orkansæsonen 2001 var en Stillehavsstorm nær Acapulco, Mexico, hedder Adolf. Den første atlantiske storm i 2001 -sæsonen fik navnet Allison. En forudbestemt liste med navne til potentielle fremtidige storme er tilgængelig fra National Hurricane Center.

Hvis en orkan påfører betydelig skade, et land, der er ramt af stormen, kan anmode om, at orkanens navn "pensioneres" af WMO. Et pensioneret navn kan ikke genudstedes til en tropisk storm i mindst 10 år. Dette hjælper med at undgå offentlig forvirring og forenkler både historisk og juridisk journalføring.

Orkanens historie

Vores moderne forståelse af orkaner afhænger i vid udstrækning af blot et århundredes videnskabelige undersøgelser og journalføring, men stormene har dikteret menneskehedens forløb i årtusinder. Trods alt, de er en del af et atmosfærisk system, der går forud for menneskeheden med milliarder af år.

Mens forskere stort set er tilbage med at spekulere om styrken af ​​mesozoiske ærastorme, geologer har opdaget tegn på jernalderens orkaner i lag med bundset sediment. Når stormfloder skyller over land og ind i søer, de efterlader sandfans. Forskere kan carbon date organiske materialer over og under sandet for at bestemme en omtrentlig stormdato.

Et team fra Louisiana State University studerede beviser på søbed for tusinder af år og opdagede, at i løbet af de sidste 3, 400 år, et dusin kategori 4 eller højere orkaner ramte området - men de fleste af dem forekom 1, 000 år eller mere siden [kilde:Young]. Fund som disse giver forskere mulighed for bedre at studere langsigtede vejrmønstre og muligvis få en bedre fornemmelse af de nuværende klimatendenser.

Hvad angår menneskelige optegnelser, de gamle mayaer i Sydamerika lavede nogle af de tidligste omtaler af orkaner i deres hieroglyffer. De følgende århundreder er fyldt med beretninger om orkaner, der påvirker resultaterne af krige, koloniseringsindsats og et utalligt antal personlige liv.

Bare for at nævne nogle få, orkanaktivitet forpurrede følgende havprojekter gennem ødelæggelse og spredning af havflåder:

• Den mongolske invasion af Japan 1274
• Et forsøg fra 1559 fra spanierne på at generobre Florida
• Det franske forsvar af et floridiansk fort, tabte efterfølgende til spanierne i 1565
• Den spanske Armadas angreb på England i 1588
• Et hollandsk angreb på Cuba fra 1640
• Britisk dominans over franskmænd og amerikanere på de caribiske øer i 1780

I dag, moderne meteorologi forhindrer de fleste orkaner i at ankomme uanmeldt, kraftigt faldende de massive orkandødeligheder i de foregående århundreder. Men selv med forudgående advarsel, regeringer og beboere i kystområderne skal stadig forberede sig ordentligt på de kommende storme.

I mellemtiden, nogle eksperter ser bekymret på fremtiden. Nogle peger på perioder med intens orkanaktivitet i Jordens fortid og bekymrer sig om, at sådanne tendenser kan vende tilbage. Andre hævder, at den globale opvarmning forårsaget af den øgede produktion af drivhusgasser vil føre til større orkanzoner og kraftigere storme. Trods alt, orkaner trives med varme, fugtigt vand, og en varmere jord kunne give mere næring til tropiske storme.

Oprindeligt udgivet:25. aug. 2000

Masser mere information

relaterede artikler

• 10 mest ødelæggende storme
• Hvorfor ville nogen flyve et fly ind i en orkan?
• Hvad orkan kategorier virkelig betyder
• Er der virkelig en "ro før stormen"?
• 15 værste orkaner nogensinde
• Hvordan (og hvorfor) orkaner får deres navne
• Sådan fungerer Storm Chasers
• Sådan fungerer tornadoer
• Sådan fungerer vejret

• USA Today:Aktuel vejrinformation og sporingskort
• Amerikansk Røde Kors:Hurricane Safety
• National Hurricane Center
• FEMA:Hurricane System
• Orkanjægerne

Kilder

• "Atmosfære." Britannica Student Encyclopædia. 2008. (5. august, 2008) http://student.britannica.com/comptons/article-196868/atmosphere
• Drye, Willie. "Historiens orkaner - fra dinosaurstider til i dag." National Geographic News. 28. januar, 2005. (19. august, 2008) http://news.nationalgeographic.com/news/2005/01/0128_050128_tv_hurricane.html
• "Evolution af atmosfæren." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (8. august, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1424734/evolution-of-the-atmosphere
• "Historien om orkaner." Federal Emergency Management Agency. (21. august, 2008) http://www.fema.gov/kids/hurr_hist.htm
• "Orkanens tidslinje:1495 til 1800." South Florida Sun-Sentinel. 2008. (21. august, 2008) http://www.sun-sentinel.com/news/weather/hurricane/sfl-hc-history-1495to1800, 0, 3354030.htmlhistorie
• "Jetstrøm." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (8. august, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/303269/jet-stream
• "Lyn." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (8. august, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/340767/lightning#default
• Reynolds, Ross. "Cambridge vejledning til vejret." Cambridge University Press. 2000.
• Tarbuck, Edward og Frederick Lutgens. "Earth Science:ellevte udgave." Pearson Prentice Hall. 2006.
• Tandmand, Jessika. "Sådan fungerer skyer." HowStuffWorks.com. 5. maj kl. 2008. (8. august, 2008) https://science.howstuffworks.com/cloud.htm
• "Tropisk cyklon." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (20. august, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/606551/tropical-cyclone
• Vogt, Gregory L. "Atmosfæren:Planetary Heat Engine." Bøger i det enogtyvende århundrede. 2007.
• Wilson, Tracy V. "Sådan fungerer jorden." HowStuffWorks.com. 21. april kl. 2006. (8. august, 2008) https://science.howstuffworks.com/Earth.htm
• Ung, Emma. "Raiders af de tabte storme." Ny videnskabsmand. 10. juni kl. 2006. (21. august, 2008) http://environment.newscientist.com/channel/earth/hurricane-season/mg19025551.300-raiders-of-the-lost-storms.html