En cyklon (fra græsk kyklos , cirkel) er en meteorologisk betegnelse for et stort område, hvor atmosfærisk luft roterer omkring et centrum af lokalt lavtryk , hvilket ofte resulterer i skyer og nedbør . Det handler også om " depression " og "cyclonic system" . I forlængelse heraf er cykloncirkulation den retning, som luftstrømmen tager omkring en depression eller et barometrisk trug , enten mod uret på den nordlige halvkugle og med ureti den sydlige. Selvom enhver depression kan kaldes en cyklon, er dette udtryk oftest forbeholdt visse specielle typer systemer, der dannes over det varme vand i tropiske have, tropiske cykloner . Suffikset cyklon anvendes også til visse fænomener i meget små skalaer, hvor der sker en rotation.
Det maskuline navneord "cyklon" er lånt fra den engelske cyklon , substantiv dannet på det græske κυκλῶν / kuklôn , nuværende partikel af kukloun ( "at samles under vendingen" ). Udtrykket anvendt på tropiske cykloner blev opfundet af den engelske flådekaptajn Henry Piddington (1797–1858) efter hans studier af den frygtelige tropiske storm i 1789, der dræbte mere end 20.000 mennesker i den indiske kystby af Coringa. I 1844 udgav han sit arbejde under titlen The Horn-book for the Law of Storms for the Indian and China Seas . Sejlere over hele verden anerkendte den høje kvalitet af hans arbejde og udnævnte ham til præsident for Marine Court of Enquiry of Calcutta . I 1848 sammenlignede denne pioner inden for meteorologi det meteorologiske fænomen med en slange, der rullede i en cirkel, "kyklos" på græsk, hvorfra cyklon kom i en ny udvidet og afsluttet version af sin bog The Sailor's Horn-book for the Law of Storms .
Hjertet af cyklonen er et område med lavt tryk. Den gradient tryk mellem systemet og de omkringliggende områder af højere tryk bevirker, at luft hen imod midten. Jo større trykforskellen er, desto stærkere vinde . Under virkningen af Coriolis-styrken afbøjes disse vinde til højre på den nordlige halvkugle (venstre på den sydlige halvkugle), som giver en rotation af luften omkring midten af lavtrykket. Således vil cykloner have forskellige rotationsretninger afhængigt af halvkuglen: mod uret på den nordlige halvkugle og med uret på den sydlige halvkugle . Da Coriolis-kraften er nul ved ækvator og stiger, når den bevæger sig mod polerne , kan rotation normalt kun induceres ved bredder, der er større end 5-10 grader. Der er derfor ingen cykloner i nærheden af ækvator.
I sidste ende afhænger stien cykloner i deres levetid af, hvor de er. Tropiske cykloner vil følge deres energikilde, det varme vand og den vindforskydning , som de omgivende vejrsystemer påfører dem. Fordybningerne på mellem- og øvre breddegrader følger generelt strømmen af vindene i høj højde, især jetstrømmen .
Der er flere typer cykloner afhængigt af, hvor de dannes, deres energikilde og deres interne struktur.
Tropiske cykloner, også kendt som "orkaner" i det nordlige Atlanterhav , den Mexicanske Golf og det østlige Nordlige Stillehav, eller "tyfoner" i det vestlige Nordlige Stillehav og det Sydkinesiske Hav , dannes over bjergene. Varmt vand i tropiske have og tegner deres energi fra den latente kondensvarme af vandet.
Flere betingelser er nødvendige for dannelsen af en sådan cyklon:
Frigivelsen af latent varme i stormens øverste niveauer hæver temperaturen inde i cyklonen 15 til 20 ° C over den omgivende temperatur i troposfæren uden for cyklonen. Af denne grund siges tropiske cykloner at være ”hot core” storme. Bemærk dog, at denne varme kerne kun er til stede i højden - det område, der er påvirket af cyklonen ved overfladen, er normalt et par grader køligere end normalt på grund af skyer og nedbør . Intensiteten af cyklonen bestemmes af den maksimale vindkraft, den genererer, fordi det er den nemmeste parameter at estimere, og som godt karakteriserer den potentielle ødelæggelse. I Nordatlanten bruges den gennemsnitlige vind over et minut som kriterium. Hvis vinden er mindre end 34 knob (63 km / t ), er det en tropisk depression. Hvis vinden er mellem 34 og 63 knob (117 km / t ), er det en tropisk storm, og cyklonen får et navn. Hvis den vedvarende vind overstiger 64 knob ( 118 km / t ), er det en orkan. Variationer af denne klassifikation anvendes i Stillehavet og det indiske ocean . Skalaen, der anvendes til tropiske cykloner, inklusive orkaner, er Saffir-Simpson-skalaen . Det samler vindstyrken, hvor Beaufort-skalaen stopper, dvs. orkanen, der er Force 12 ud af 12 på Beaufort-skalaen, er lig med kategori 1 af 5 på Saffir-Simpson-skalaen.
Den Meteorologiske Verdensorganisation (WMO), der er godkendt i begyndelsen af 2010 rekorden for den stærkeste vind nogensinde observeret videnskabeligt, men ikke relateret til tornadoer , på 408 km / t på10. april 1996på Barrow Island (Western Australia) under cyklonen Olivia . Den tidligere videnskabeligt observerede 372 km / t rekord dateret fra april 1934 på toppen af Mount Washington (New Hampshire) i De Forenede Stater.
En ekstratropisk cyklon , undertiden omtalt som en midbreddecyklon , er et vejrsystem med lavt tryk , synoptisk skala , der dannes mellem troperne og polcirklen . Det er forbundet med fronter , det vil sige zoner med vandrette gradienter af temperatur og dugpunkt , som også kaldes " baroklinzoner ". Af denne grund siges de at være "kold kerne", fordi midten af systemet er på den kolde side af fronterne, og tropopausen er lavere (kold) end regionerne uden for systemet.
Ekstratropiske cykloner har derfor forskellige karakteristika fra tropiske cykloner og polære cykloner længere mod nord, som drives af atmosfærisk konvektion . De er faktisk de meteorologiske depressioner, der dagligt overføres på størstedelen af kloden. Sammen med anticykloner styrer de vejret på jorden og producerer skyer , regn , vind og tordenvejr .
De subtropiske cykloner er ekstratropiske cykloner, som har nogle karakteristika ved tropiske cykloner , såsom at blive et varmt hjerte. De danner generelt ud over troperne op til en breddegrad på 50 ° (nord og syd). Faktisk er der en stormfuld aktivitet omkring dens centrum, der har tendens til at danne et varmt hjerte, men det findes i et svagt frontal område . Over tid kan den subtropiske storm blive tropisk.
En polær cyklon er et stort lavtrykssystem, der passerer gennem de arktiske og antarktiske områder. Dette er systemer på 1.000 til 2.000 km, der stammer fra høje breddegrader, områder hvor termiske kontraster er vigtige langs den arktiske front .
Et fænomen svarende til tropiske cykloner findes over det arktiske hav , kendt som den polære depression. Det er en lille depression, der hovedsagelig dannes om vinteren i en masse af polær eller arktisk luft placeret over nogle hav med høj breddegrad i områder, hvor isen ikke helt dækker havet.
Disse fordybninger kan være mere voldsomme end tropiske cykloner, men mindre i størrelse. De har 100 til 400 km i diameter med vindstyrker af orkaner , der udvikler sig som bomber og i løbet af et par dage. Disse lavtrykssystemer stammer fra områder med betydelige termiske kontraster, såsom ved kanten af iszonen med det åbne hav, mens meget kold luft passerer højt. De kan give meget lokaliserede blæsende sne og snestorm .
På den anden side har de meget mindre indflydelse, da tætheden af menneskelige og dyrepopulationer i polarområderne er meget lav. På satellitbilleder vikles skyer rundt om midten som en orkan eller tyfon. Prober, der falder af forskningsfly, viser et varmt hjerte som i disse.
Gamma og beta mesoscale depressioner , 20 til 200 km i diameter, er centre for relativt lavt tryk, der dannes foran og bag et mesoscale konvektivt system . Disse depressioner af mesovortex- typen er så tæt forbundet med tordenvejr, at de udvikler sig som reaktion på udviklingsstadiet for konvektive skyer og forsvinder, når sidstnævnte forsvinder.
Den nordlige ende af en squall line kaldes almindeligvis den cykloniske ende, og den sydlige del drejer anticyklonisk som på billedet til venstre. Faktisk trækkes den lave niveau jetstrøm tilbage mod jorden bag disse systemer, og på grund af Coriolis-kraften kan den atmosfæriske cirkulation i den nordlige ende udvikle sig til et "komma-formet" lavtrykscenter, kaldet mesoscale depression , når det møder overfladecirkulationen foran systemet.
En vågedepression er en anden type lavtryksområde i mesoskala bag en skurrende linje nær den bageste kant af det stratiforme regnområde . På grund af den varme subsidierende luft, der er forbundet med deres dannelse, tørrer luften deroppe og himlen klarner. Stærke vinde kan bemærkes på grund af trykforskellen mellem den lave og den mesoskala høje, der findes under nedstyrtningen af stormen. Når squalllinjen hænger sammen, kan der genereres varmeslag nær det lave i kølvandet.
De mesocyklon er lavtrykssystemer men snarere en indlejret rotation i et tordenvejr ( cumulus ). Faktisk giver vindskiftet mellem overfladen og toppen af atmosfærens grænse friktionslag (mindre end 2 km tyk) en vandret rotation af vindene. Lad os tænke på en gigantisk vindmølle, der ville gennemgå mere vestlige vinde på toppen end ved dens base, og dens vinger begynder derfor at dreje, fordi de øverst udsættes for en større kraft end dem nederst. Den opadgående luftstrømning under et tordenvejr ændrer aksen for denne drejning for at gøre det lodret. Når dette sker, kan man visuelt eller på Doppler-data fra en vejrradar observere , at dele af skyen roterer.
En mesocyklon er ikke en tornado. Stramning af dens rotation ved særlige betingelser for vindcirkulation af stormen kan dog føre til dannelse af en tornado under stormen. Dette er det samme som at fremskynde en skater's rotation, da de bringer armene tilbage mod deres krop.
TornadoerEn tornado er ikke en cyklon, fordi den ikke er et lavtrykssystem. Det er faktisk en hvirvel af ekstremt kraftige vinde, der normalt stammer fra bunden af cumulonimbus , tordenvejrskyer , men lejlighedsvis under mere mindre konvektive skyer. Tre elementer er nødvendige for dannelsen af en tornado: et vindskærm i de første kilometer af atmosfæren, et stærkt optræk på grund af det arkimediske tryk i en ustabil luftmasse og et mønster af overfladevind. Som kan bruges til at koncentrere den lodrette rotation . Et fjerde element er nyttigt, men ikke altid til stede: en nedtrapning i nedbør . Forskydning ved lavt niveau skaber rotation i den vandrette akse. Når denne rotation interagerer med en stærk opstrækning, kan den vandrette akse vippe og blive en rotation omkring en lodret akse (billedet til venstre). Rotationen vil derefter blive koncentreret af overfladecirkulationen, som en roterende skater, der bringer armene tilbage mod hendes krop. Betingelserne, der førte til dannelsen af en tornado, er i ustabil ligevægt. Optræk, vindforskydning og friktion varierer meget fra sted til sted på mikroskala . Stormen selv ændrer disse forhold ved de lodrette bevægelser af luften, som den genererer. Når balancen er forstyrret, svækkes tornado'en og forsvinder.
Et meteorologisk fænomen med større destruktiv kraft end en tropisk cyklon , men heldigvis begrænset i tid og rum, genererer tornadoer de stærkeste vinde, der findes på overfladen af kloden , sprænger sporadisk og med raseri og dræber hvert år flere mennesker end nogen anden fænomen af sin art. Tornadoer klassificeres efter den skade, de forårsager, og de vinde, de genererer. Vægten til at klassificere dem var Fujita-skalaen . På det seneste er vægten blevet redesignet og kaldes den forbedrede Fujita-skala . Deres diametre kan variere fra 20 m til mere end 2 km, og nogle efterlader meget store spor synlige fra rummet.
Da de forskellige typer cykloner, der er nævnt ovenfor, er forbundet med en skymasse, der kan indeholde tordenvejr, kan tornadoer derfor indlejres. De findes oftest i ekstratropiske cykloner, men tropiske cykloner producerer også tornadoer, især ved deres ydre kant efter landgang, fordi friktion skaber den nødvendige forskydning der.
Man kan ikke fuldt ud beskytte sig mod virkningerne af svære cykloner, især de af tropiske cykloner. Imidlertid kan passende og omhyggelig planlægning i arealer med høj risiko begrænse menneskelige og materielle skader på grund af vind, nedbør og oversvømmelser. En arkitektur tilbyder mindre modstand til vinden, fraværet af byggeri i vådområder, underjordiske elnet isoleret fra vand, opretholdelse eller genopretning af buffer vådområder , og mangrover og kystnære skove , udarbejdelse af befolkninger, antenner og vindmøller , som du kan " læg dig " under stormen osv. kan hjælpe.
I 2008 vurderede FAO for eksempel, at hvis mangrovesumpen i Ayeyarwady- deltaet ( Burma ), der eksisterede før 1975 (mere end 100.000 hektar ), var blevet bevaret, ville konsekvenserne af cyklon Nargis have været mindst to gange mindre . Man kan også sammenligne de lave skader, der generelt er forårsaget af snestorm eller orkaner langs USA's østkyst med den enorme skade, der svarer til ækvivalente systemer i Asien, for at påpege den bemærkelsesværdige forskel i forberedelse og udstyr mellem de to. To regioner.
Mellembreddegrad depression :
Tropisk og subtropisk cyklon :
Polær depression :