飓风如何工作

经过:马歇尔大脑,Craig Freudenrich博士罗伯特·兰姆(Robert Lamb)|

2020年11月17日,哥伦比亚圣安德烈斯(San Andres)飓风Iota剩下的一条损坏的道路的无人机图片。迈克尔·阿雷瓦洛(Michael Arevalo)/法新社通过盖蒂图像

飓风是强大的风暴,吸引了人类的想象力。哈维飓风于2017年8月袭击了德克萨斯州,淹没了美国最大的都会区之一。不到两周后,思想转向了艾尔玛飓风,这是有史以来最强大的大西洋飓风之一。随着桑迪飓风于2012年10月前往美国东部海岸,气象学家称这场风暴是空前的,因为它的损害和死亡可能性,由于其沿着人口稠密的城市海岸的路径。几个事件地球竞争纯粹的力量飓风。也称为热带气旋台风,这些凶猛的风暴可以将海洋搅动成50英尺(15米)峰和山谷的暴力地形,重新定义海岸线,并将整个城市减少到水状废墟。一些研究人员甚至从理论上说恐龙被史前擦掉超燃料,一种超级纯种的人通过热量搅动小行星罢工。

每年,世界都会经历飓风季节。在此期间,数百个风暴系统从赤道周围的热带地区旋转,其中40至50个风暴加剧到飓风水平。在北半球,该季节从6月1日至11月30日举行,而南半球通常从1月到三月进行飓风活动。因此,可以肯定地说,某个地方的某人可能担心即将来临的飓风。

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飓风在整个海洋中移动时会产生能量,从表面吸走温暖,潮湿的热带空气,并在高空散发凉爽的空气。将其视为风暴呼吸进出。飓风升级,直到这种“呼吸”被破坏,就像风暴登陆时一样。在这一点上,风暴迅速失去了动力和力量,但并非没有在沿海地区释放高达185 mph(300 kph)的风速。

在本文中,我们将探讨飓风的生命周期和解剖结构,以及我们在全球范围内奔放的这些最终风暴系统的分类和跟踪这些最终风暴系统的方法。

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定义飓风

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气压计是测量大气压的一种方法。
彼得·达兹利/盖蒂图像

了解如何飓风作品,您必须了解气压。构成的气体地球的气氛受到地球的约束重力。实际上,大气的重量为55亿吨(4.99公吨)。底部的气体分子或最接近我们所有人所居住的地球表面的气体分子被它们上方的空气的重量所压缩。

最接近我们的空气也是最温暖的空气,因为大气主要由土地和大海加热,而不是由太阳。要理解这一原则,请想一想一个人在炎热的晴天在人行道上油炸鸡蛋。人行道吸收的热量实际上是鸡蛋,而不是从阳光下降下来的热量。当空气加热时,其分子移动越来越远,使其密度较小。然后,该空气升至更高的高度,在空气分子被重力压缩的情况下。当温暖,低压空气上升时,凉爽,高压空气抓住了在其下方移动的机会。这个运动称为压力梯度力。

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当大气中形成一个低压中心时,这些是工作中的一些基本力量 - 该中心可能会变成北大西洋,北太平洋和加勒比地区的人们称之为飓风。还有什么发生?好吧,众所周知,海洋表面的温暖,潮湿的空气开始迅速上升。随着它的上升,它蒸气凝结以形成暴风雨云和雨水。冷凝释放的热量称为凝结的潜热。这种潜热使凉爽的空气变暖,从而使其上升。这次上升的空气被下面的海洋更温暖,更潮湿的空气所取代。循环继续前进,将更温暖,潮湿的空气吸引到发展中的风暴中,并从表面向大气中移动热量。这种热量的交换产生了一种风模式,可以在中心周围循环,例如水从排水管上流下来。

但是那些标志性的凶猛的风呢?融合风地面在碰撞并将温暖,潮湿的空气向上推。这种上升的空气增强了已经从表面上升的空气,因此风暴的循环和风速增加。同时,强风在较高的高度(最多30,000英尺或9,000米)处吹速度相同的速度有助于去除风暴中心的升高空气,从而保持了从表面上不断流动的温暖空气并保持风暴的组织。如果高空风在各个级别上都没有以相同的速度吹来 - 如果风剪存在 - 风暴变得杂乱无章。

在风暴中心的大气中甚至更高的大气(超过30,000英尺或9,000米)也可以消除空气上升的热量,进一步推动空气周期和飓风的生长。随着高压空气被吸入暴风雨的低压中心,风速会增加。然后,您有飓风可以抗衡。

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飓风如何形成

您从未听说过飓风袭击阿拉斯加。那是因为飓风在温暖的热带地区发展至少为80华氏度(27度摄氏摄氏度)。暴风雨还需要潮湿的空气和收敛的赤道风。大多数大西洋飓风都始于非洲西海岸,从雷暴开始,这些雷暴在温暖的热带海水中移出。

飓风的低压相对平静中心称为眼睛。眼睛周围的区域称为眼墙,暴风雨最猛烈的风发生。从眼睛向外流通的雷暴乐队称为雨带。这些暴风雨在为飓风的蒸发/冷凝周期中起着关键作用。

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飓风的旋转是科里奥利力这是一种自然现象,它会导致流体和自由移动的物体转向其目的地的右侧,并在北半球和南半球的左侧转向。想象一下直飞一架直接向南的小型飞机。当您向南移动时,地球正在旋转。如果您在地图上绘制了从北极到赤道的飞行,则该路径似乎会向右弯曲。

因此,在北半球,风向右偏转。在南半球,他们向左偏转。这种风挠度使风暴旋转。结果,北半球的飓风逆时针旋转,南半球顺时针旋转。该力还会影响飓风的实际路径,如果您在赤道的南部,则在北半球和左侧(逆时针)向右(顺时针)弯曲它们。如果您不记得了,只需在赤道的五度内移动即可;那里的科里奥利部队太弱了,无法帮助形成飓风。

飓风常常以云和雷暴的簇开始生命热带干扰。这些低压区域具有较弱的压力梯度,很少或没有旋转。这些干扰中的大多数消失了,但有些人坚持飓风地位的道路。在这些情况下,干扰释放中的雷暴潜热,温暖干扰区域。这会导致干扰内部的空气密度降低,从而降低表面压力。随着凉爽的空气在升高的温暖空气下方的速度时,风速会增加。由于这种风受到科里奥利力的影响,因此干扰开始旋转。传入的风带来更多的水分,凝结以形成更多的云活动并在此过程中释放潜热。

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飓风的生命周期

这张照片是飓风安德鲁(Andrew)的三天观点(8月23日,24日和25日)的综合综合,当时它慢慢地从东佛罗里达州越过东佛罗里达州。“width=
这张照片是飓风安德鲁(Andrew)的三天观点(8月23日,24日和25日)的综合综合,当时它慢慢地从东佛罗里达州越过东佛罗里达州。
照片礼貌NASA

鉴于风暴释放的破坏,很容易将飓风视为一种怪物。它可能不是活生物体,但确实需要以温暖,潮湿的空气的形式寄托。而且,如果热带干扰继续找到足够多的“食物”并遇到最佳的风和压力条件,则它将不断增长。

热带干扰进入飓风可能需要花费数小时到几天。但是,如果旋风活动的循环持续并且风速增加,那么热带干扰通过三个阶段进步:

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  1. 热带抑郁症:小于38 mph的风速
  2. 热带风暴:39至73 mph的风速
  3. 飓风:风速大于74 mph

每年在全球80至100个热带风暴之间发生。他们中的许多人死亡之前就死了,但大约一半的人最终达到了飓风地位。

飓风的身体大小差异很大。有些风暴是紧凑的,后面只有几个风和雨水落后。其他风暴更加宽松 - 风和雨乐队散布了数百或数千英里。弗洛伊德飓风于1999年9月袭击了美国东部,从加勒比群岛到新英格兰。

一旦飓风形成和加强,大气王室的唯一剩余路径就是耗散。最终,风暴将遇到否认其需要的温暖,潮湿的空气的条件。当飓风以较高的纬度移到较冷的水域时,梯度压力会降低,风缓慢,整个风暴被驯服,从热带气旋到较弱冬气旋风那几天就消失了。

当飓风造成登陆时,重要的温暖,潮湿空气的供应也会消失。凝结和潜热的释放减少,景观不均匀的摩擦会降低风速。这会导致风更直接地进入风暴之眼,从而消除了巨大的压力差,从而为风暴的强大力量增添了巨大的力量。

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飓风类别

飓风袭击时可能会释放令人难以置信的伤害。不过,有了足够的预警警告,城市和沿海地区可以为居民提供加强该地区甚至撤离的时间。为了更好地对每种飓风进行分类,并为受影响的暴风雨的强度做好准备,气象学家依靠评级系统。

五个类别,根据Saffir-Simpson量表:

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Saffir-Simpson飓风量表“width=
5级飓风应该急忙奔跑。
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  • 1类风暴的持续风为每小时74至95英里(119至153公里)。这些可能会损坏屋顶,捕捉树枝,并将一些树木连根拔起。停电可能发生。
  • 2类风暴的持续风在96至110英里(154至177公里)之间。可能会出现电力损失,街道下降,主要屋顶和对良好结构的车架房屋的壁板损坏。
  • 3类风暴的持续风为每小时111至129英里(178至208公里)。暴风雨通过后的几周后,对房屋的损害可能是重大的,电力和水可能会耗尽。
  • 第4类风暴的持续风为每小时130至156英里(209至251公里)。财产损失可能是广泛的,树木可能被连根拔起。电力可能会持续数月,而暴风雨摧毁的地区也可能无法居住几个月。
  • 5类风暴的持续风为每小时157英里(252公里)或更高。这些飓风将造成总屋顶和建筑物故障,墙壁倒塌以及其他损坏。这些房屋将在几个月内无法居住。

澳大利亚气象学家使用略有不同的规模来对飓风进行分类。而澳大利亚旋风强度还以风速和1至5级的损害对风暴进行排名,它涵盖了飓风和热带风暴。它的1类速率从每小时63-88公里(39-55英里 /小时)的峰值阵风开始,并一直延伸到第5类(超过200 kph或124 mph)。

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飓风损失

在飓风之后,人们于2008年5月3日在缅甸最大的城市仰光城市的一条被洪水泛滥的街道上行走(尽管在那里被称为旋风)。“width=
在飓风之后,人们于2008年5月3日在缅甸最大的城市仰光城市的一条被洪水泛滥的街道上行走(尽管在那里被称为旋风)。
法新社/盖蒂图像

在千年中,飓风巩固了他们作为驱逐舰的声誉。许多人甚至将它们作为大自然力量或神圣愤怒行为的体现。“飓风”本身实际上源自“ hurakan”,这是一种破坏性的玛雅神。无论您选择如何总结或人格化这些强大的自然行为,它们造成的损害都来自风暴的几个不同方面。

飓风带来巨大的倾盆大雨。一场特别大的暴风雨可以在仅一两天内倾倒数十英寸的雨水,其中大部分内陆。那次降雨可以产生洪水,在飓风凶猛中心的道路上有可能破坏大区域。

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此外,高持续风在风暴中,可能会对人造和自然结构造成广泛的结构损害。这些风可以翻过车辆,倒塌的墙壁并吹过树木。飓风的盛行风,称为风暴潮,在它前面。如果风暴潮恰好与高浪潮,它会导致海滩侵蚀和大量内陆洪水。

龙卷风:飓风的奖励影响之一。“width=
龙卷风:飓风的奖励影响之一。
Paul&Lindamarie Ambrose/盖蒂图像

飓风本身通常只是开始。风暴的风经常产卵龙卷风,较小,更激烈的旋风风暴会造成额外的损害。您可以在其中阅读有关它们的更多信息龙卷风如何工作

飓风损害的程度不仅取决于风暴的强度,还取决于它与土地接触的方式。在许多情况下,风暴只是在海岸线上放牧,避开了其全部力量。飓风的破坏还在很大程度上取决于飓风的左侧还是右侧是撞击给定区域。飓风的右侧有更多的冲击力,因为风速和飓风的运动速度在那里相互补充。在左侧,飓风的运动速度从风速中减去。

风,雨水和洪水的这种结合可以使沿海城镇升级,并对远离海岸的城市造成重大破坏。1996年,飓风弗兰(Fran)横扫了150英里(241公里)内陆,袭击了北卡罗来纳州罗利市。成千上万的房屋遭到破坏或摧毁,数百万棵树倒下,在某些地区占地数周,并且在数十亿美元的总损失中估计的美元

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追踪飓风

2008年3月,在危地马拉市危地马拉空军基地展出的WC-130J飓风猎人展出。“width=
2008年3月,在危地马拉市危地马拉空军基地展出的WC-130J飓风猎人展出。
法新社/盖蒂图像

为了监视和跟踪飓风的发展和运动,气象学家依靠遥感卫星,以及专用飞机收集的数据。在地上,区域专业气象中心,由世界气象组织指定的全球中心网络,负责跟踪和通知公众有关极端天气

天气卫星使用不同的传感器来收集有关飓风的不同类型的信息。他们跟踪可见和空气循环模式,而雷达测量降雨,风速和降水量。红外传感器还检测到风暴内的重要温度差异以及云高度。

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飓风猎人是第53天气侦察中队/第403翼,自1965年以来,位于密西西比州比洛克斯的基斯勒空军基地的成员。飓风猎人队使用C-130大力神,这是一架非常坚固的涡轮螺旋桨飞机,飞往热带风暴和飓风中。该飞机和货物版本之间的唯一区别是WC-130上安装的专业,高度敏感的天气设备。从中大西洋到夏威夷,该团队每天可以掩盖多达五次风暴任务。

飓风猎人收集有关风暴中风速,降雨压力的信息。然后,他们将此信息转交回佛罗里达州迈阿密的国家飓风中心。如果您对这些愚蠢的飞行员感到好奇,请阅读为什么有人会将飞机飞入飓风?

气象学家将收到的所有风暴数据获取并使用它来创建计算机预测模型,称为意大利面模型。这些虚拟风暴基于当前和过去的大量统计数据,使科学家可以预测飓风的道路和强度变化,并在登陆之前井井有条。有了这些数据,理想情况下,政府和新闻机构可以警告沿海地区的居民,并大大减少飓风期间的生命损失。

现在的长期预测现在,气象学家可以预测即将到来的季节将发生多少飓风,并研究全球气候中的趋势和模式。

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飓风的名字

命名飓风并不是那么困难,但是在飓风之后命名死者显然是如此。图为卡特里娜飓风导致在路易斯安那州死亡的人的名字的1,464旗之一。“width=
命名飓风并不是那么困难,但是在飓风之后命名死者显然是如此。图为卡特里娜飓风导致在路易斯安那州死亡的人的名字的1,464旗之一。
盖蒂图像

虽然拟人化,破坏力的力量无疑是爵士的标题,但命名飓风的做法起源于气象学家,而不是媒体媒体。通常,一个以上的热带风暴同时处于活跃状态,那么,有什么比命名他们更好地分辨它们的方法呢?

数百年来,西印度群岛的居民经常在天主教圣徒节之后命名为飓风。如果一场风暴在上一场暴风雨的周年纪念日到来,则分配了数字。例如,圣费利佩飓风于1876年9月13日袭击了波多黎各。1928年的同一天,另一场风暴袭击了波多黎各,所以这场风暴被称为飓风圣费利佩。

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第二次世界大战期间,天气官员只给飓风男性名字命名。这些名称紧密遵循字母字母的无线电代码名称。像西印度圣徒系统一样,该系统从有限的命名池中汲取了。在1950年代初期,天气服务开始按字母顺序命名风暴,只有女性名字。到1970年代后期,这种做法被均等的男性和女性名字交替的机会体系取代。世界气象组织(WMO)一直持续到今天。

本季节的第一个飓风从字母A开始,第二个带有字母B等的名字。随着风暴影响全球各个部分的影响,命名列表来自不同的文化和国籍。兴发登录m xf839 com

太平洋中的飓风与大西洋风暴不同。例如,2001年飓风季节的第一次飓风是墨西哥阿卡普尔科附近的太平洋风暴,名为阿道夫。2001赛季的第一场大西洋风暴被命名为艾莉森。A预定名称列表为了实现未来的暴风雨,可以从国家飓风中心获得。

如果飓风造成重大破坏,受风暴影响的国家可以要求WMO“退休”飓风的名称。至少十年来,退休的名字无法重新发给热带风暴。这有助于避免公众混乱,并简化历史记录和法律记录。

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飓风历史

2004年9月在墨西哥湾沿岸拍摄的伊万(Ivan)这样的飓风就在我们很久之前就在这里。“width=
2004年9月在墨西哥湾沿岸拍摄的伊万(Ivan)这样的飓风就在我们很久之前就在这里。
照片礼貌NOAA

我们对飓风的现代理解在很大程度上取决于仅世纪的科学研究和记录保存的价值,但是风暴一直在决定了数千年的人类历史。毕竟,它们是大气制度的一部分,该系统早于人类的数十亿年。

尽管科学家在很大程度上被推测了中生代时代风暴的力量,但地质学家发现了地面沉积物层的铁器时代飓风的证据。当暴风雨冲在陆地上并进入湖泊中时,他们将沙子的粉丝留在后面。科学家可以碳日期沙子上方和下方的有机材料确定近似风暴日期。

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路易斯安那州立大学的一个团队研究了数千年的湖床证据,并发现在过去的3400年中,十几个类别4或更高的飓风袭击了该地区 - 但其中大多数发生在1000年或更长时间以前[来源:来源:年轻的]。诸如此类的发现使科学家可以更好地研究长期天气模式,可能会更好地了解当前气候趋势。

就人类的记录而言,南美古老的玛雅人在其象形文字中提到了一些最早的飓风提及。随后的几个世纪以骚扰影响战争的结果,殖民努力和无数人的个人生活。

仅举几例,飓风活动通过毁灭和散射海洋舰队挫败了以下海洋风险:

  • 1274年蒙古人入侵日本
  • 西班牙人试图夺回佛罗里达的1559年尝试
  • 法国对佛罗里达堡垒的防御,随后在1565年输给了西班牙
  • 西班牙舰队在1588年对英格兰的袭击
  • 1640年对古巴的荷兰袭击
  • 英国对法国和美国的统治1780年在加勒比群岛

如今,现代气象学阻止了大多数飓风未经通知,大大降低了前几个世纪的飓风死亡率。但是,即使有提前警告,政府和沿海地区的居民仍然必须为即将到来的暴风雨做好准备。

同时,一些专家关注未来。某种程度上指向飓风活动的激烈活动地球的过去并担心这种趋势可能会返回。其他人则认为,由于增强温室气体的产量增加,全球变暖将导致更大的飓风区和更强大的风暴。毕竟,飓风在温暖,潮湿的水和温暖的地球上蓬勃发展,可以为热带风暴提供更多的寄托。

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最初出版:2000年8月25日

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