Jak powstaje huragan? Oto, co jest jego największą siłą niszczycielską
Huragan to „maszyna cieplna”, wymagająca dwóch zbiorników ciepła o różnych temperaturach – powiedział PAP dr Artur Szkop z Instytutu Geofizyki PAN. Wyjaśnił również, że największą niszczycielską siłą tego żywiołu nie jest wiatr, a powódź. Najgroźniejsza, 5. kategoria huraganu, przyczynia się do niszczenia domów.
Potężny huragan Melissa dotarł we wtorek na Jamajkę. Według amerykańskiego Narodowego Centrum ds. Huraganów (NHC) jest to jeden z najsilniejszych huraganów, jakie kiedykolwiek odnotowano na Atlantyku, bo jego porywy osiągnęły prawie 300 km/h.
Melissa jest 13. w tym roku cyklonem tropikalnym na Atlantyku, któremu nadano imię, piątym o statusie huraganu i trzecim huraganem piątej kategorii.
W związku z tym PAP zapytała dr. Artura Szkopa z Zakładu Fizyki Atmosfery Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk (IGF PAN) o wyjaśnienie procesu powstawania huraganów. Ekspert przyznał, że huragan jest bardzo specyficzną strukturą atmosferyczną. Nie jest to zwykły niż.
– Cyklon tropikalny rzeczywiście ma rdzeń, w którym jest niskie ciśnienie, ale źródłem energii cyklonu tropikalnego jest przede wszystkim nie tyle makroskopowy przepływ atmosferyczny, ale różnica pomiędzy temperaturą powierzchni oceanu a temperaturą niskiej stratosfery. Żeby powstał taki huragan, musi być odpowiednio wysoki gradient temperatury, czyli różnica temperatur pomiędzy powierzchnią oceanu a tą niską stratosferą, do której on jest w stanie to ciepło przekazywać. W związku z tym, żeby w ogóle mógł powstać taki klasyczny cyklon, to temperatura powierzchni morza musi być mniej więcej rzędu 26-27 st. C – wyjaśnił Szkop.
Przy tej okazji naukowiec zaznaczył, że „cyklon” jest najbardziej ogólną nazwą. Jak mówił, cyklony na Atlantyku nazywamy huraganami, cyklony na Oceanie Indyjskim cyklonami, a cyklony nad Oceanem Spokojnym to tajfuny. Żeby cyklon mógł powstać, muszą być spełnione trzy warunki. Po pierwsze, musi być odpowiednia temperatura powierzchni oceanu. Po drugie, potrzebna jest siła Coriolisa, która blokuje powstawanie cyklonów na równiku – powstają one w obszarach zwrotnikowych, zarówno na półkuli północnej, jak i południowej. Różnica jest taka, że na północnej kręcą się w lewo, a na południowej w prawo. Trzecim i ostatnim warunkiem jest zainicjowanie takiego cyklonu.
Ekspert tłumaczył, że „jeżeli mamy rozgrzany ocean, jesteśmy na dobrej szerokości geograficznej, tam, gdzie mamy dużą siłę Coriolisa, czyli szerokości zwrotnikowe, no to jeszcze musimy jakoś ten cyklon zainicjować”. Zazwyczaj rozwija się on na bazie burzy tropikalnej, która zaczyna się formować u wybrzeży Afryki powyżej równika, na naszej półkuli.
– Im większy jest gradient wymuszający, czyli im większa jest różnica ciśnień, tym silniejszy będzie wiatr. I tym szybciej będzie się obracał cały cyklon. W przypadku cyklonu ten gradient ciśnienia, czyli ciśnienie wewnątrz rdzenia huraganu, w stosunku do tego, które go otacza, jest bardzo duże. Ciśnienie wewnątrz oka cyklonu może spaść poniżej 900 hPa. W związku z tym siła wymuszająca jest bardzo silna, dlatego mamy tak dużą prędkość wiatru, która potrafi przekroczyć 250 km/h. To jest naprawdę bardzo szybki ruch wirowy – powiedział.
Dr Szkop porównał huragan do maszyny cieplnej, ponieważ wymaga ona dwóch zbiorników ciepła, które muszą mieć różne temperatury – musi być ciepły zbiornik i zimny zbiornik; w przypadku huraganu ciepłym zbiornikiem energii jest powierzchnia rozgrzanego oceanu, a zimnym zbiornikiem energii jest stratosfera.
– Tak naprawdę największą niszczycielską siłą huraganu często nie jest wiatr, tylko powódź, którą on wywołuje. Tak duże ilości wody biorą się z powietrza, które dostaje się do jądra huraganu. Jest ono ciepłe i bardzo wilgotne, a następnie jest bardzo szybko unoszone do góry. Szybko się ochładza i wtedy musi wyrzucić całą nadmiarową wodę – wyjaśnił.
Huragan Melissa, który obecnie sieje spustoszenie na Morzu Karaibskim, osiągnął piątą, najwyższą kategorię mocy w skali Saffira-Simpsona. Jest to amerykańska, pięciostopniowa skala siły huraganu, a w różnych częściach świata mogą one się od siebie różnić. Huragan piątej kategorii to ten, w którym prędkość wiatru jest najwyższa. Tę prędkość określa się miarą „sustained wind speed”, czyli średnią prędkością wiatru utrzymującą się przez pewien czas.
– Musi utrzymywać się dana prędkość wiatru przez 10 minut. Następnie patrzy się, jaka jest najwyższa utrzymująca się prędkość wiatru i na podstawie tego możemy ocenić jego kategorię – wyjaśnił Szkop.
Zazwyczaj jest tak, że huragany pierwszej i drugiej kategorii to słabsze huragany, w których prędkości wiatru nie są takie niszczycielskie. Przy trzeciej kategorii średnia prędkość wiatru przekracza 178 km/h, przy czwartej większość dachów zostaje zerwana, ale ściany wytrzymują. Natomiast powyżej 252 km/h pojawia się huragan piątej kategorii – zniszczenia są katastroficzne; większość domów jednorodzinnych w technologii amerykańskiej w przypadku takiego huraganu zostaje zniszczona.
Naukowiec przypomniał, że skala stosowana przez Amerykanów jest opisowa. Pierwotnie to, jak silny był huragan, oceniano na podstawie dokonanych zniszczeń. Obecnie do oceny siły tego zjawiska służą specjalne samoloty latające w huraganie, stosowane przez NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), czyli amerykańską agencję rządową zajmującą się prognozowaniem pogody, hydrologią i klimatem. Szkop przyznał, że w tej chwili wielu amerykańskich specjalistów zajmujących się badaniem atmosfery obawia się o przyszłość tych lotów, gdyż fundusze dla wspomnianej organizacji zostały znacznie okrojone przez prezydenta USA Donalda Trumpa.
Ekspert zapytany o to, czy można w jakiś sposób zaradzić powstawaniu huraganów, odpowiedział, że „na chwilę obecną nie dysponujemy jako ludzkość metodami, które w jakiś opłacalny sposób byłyby w stanie zmienić ścieżkę huraganu”.
W jego ocenie dobrym rozwiązaniem byłoby wysłanie floty statków, które pompowałyby wodę z głębokości np. 50-100 m na powierzchnię. – Wymieszanie wody powierzchniowej z tą trochę głębiej na dużym obszarze przed huraganem pozwoliłoby go przynajmniej osłabić. Ale obawiam się, że koszt takiego przedsięwzięcia na chwilę obecną byłby większy niż potencjalne zniszczenia, których huragan może dokonać – przyznał ekspert.
Aleksandra Kuligowska (PAP)
azk/ bar/ mhr/ ał/
