Поиск

Как возникает ураган и чем он отличается от смерча

На спутниковом снимке он похож на огромное белое колесо. Спирали облаков тянутся на сотни километров, а посередине иногда виден почти правильный круг — глаз. Кажется, будто кто-то раскрутил над океаном гигантскую воронку. Но рядом в новостях может появиться другое слово — «смерч». Неужели это одно и то же, только разного размера?

Нет. Ураган и смерч — разные атмосферные явления. Тропический ураган — огромный вращающийся шторм, который рождается над тёплым океаном и может жить много дней. Смерч — гораздо более узкий вращающийся столб воздуха от грозового облака до земли. Он обычно существует намного меньше и связан прежде всего с процессами внутри сильной грозы.

Спутниковый снимок тропического урагана с хорошо заметным глазом и спиральными облаками
Ураган «Изабель» над Атлантикой, 2003 год. NASA / Jacques Descloitres, общественное достояние. Wikimedia Commons.

Как возникает ураган: зачем ему тёплый океан

Ураган возникает, когда над очень тёплой морской водой складывается сразу несколько подходящих условий. Нужны атмосферное возмущение, влажный воздух, мощные грозовые облака и сравнительно небольшой сдвиг ветра с высотой.

Представь огромную тепловую машину. Океан нагревает и увлажняет воздух. Он поднимается, а у поверхности давление немного падает, поэтому туда устремляется новый воздух. Высоко водяной пар охлаждается и превращается в капли: образуются облака и ливни. При конденсации выделяется тепло, воздух поднимается ещё активнее, давление внизу падает сильнее — и к центру втягивается всё больше воздуха.

По данным NOAA, тропическим циклонам обычно нужна вода примерно от 26,5 °C и достаточно глубокий прогретый слой океана. Но тёплого моря мало: даже при подходящей температуре большинство гроз ураганами не становятся.

Почему ураган начинает вращаться

Воздух стремится к области низкого давления в центре шторма, но вращение Земли отклоняет его путь. Это действие называют эффектом Кориолиса. Поэтому поток не идёт к центру по прямой, а закручивается: в Северном полушарии тропические циклоны вращаются против часовой стрелки, в Южном — по часовой.

Именно поэтому мощные тропические циклоны почти не рождаются прямо на экваторе: там действие Кориолиса слишком мало, чтобы помочь большому вихрю устойчиво раскрутиться.

Схема строения урагана: глаз, стена глаза, спиральные дождевые полосы и движение воздуха
Схема строения тропического урагана. Kelvinsong / Wikimedia Commons, CC BY 3.0. Страница файла.

Почему в центре урагана бывает спокойный глаз

Глаз — сравнительно спокойная центральная область сильного тропического циклона, а самые мощные ветры находятся вокруг него, в стене глаза. Воздух у поверхности закручивается внутрь и особенно сильно поднимается в кольце огромных грозовых облаков. В самом глазу часть воздуха медленно опускается, поэтому облаков там меньше.

Вот неожиданный поворот: спокойствие в глазу не означает, что шторм закончился. Если глаз проходит над местностью, вслед за ним приходит другая часть стены глаза — и опасный ветер возвращается.

Когда тропический шторм становится ураганом

В Атлантике и северо-восточной части Тихого океана тропический циклон называют ураганом, когда устойчивый ветер достигает примерно 119 км/ч. До этого система проходит более слабые стадии — тропическую депрессию и тропический шторм.

А «ураган», «тайфун» и «тропический циклон» — не три разных механизма. Всемирная метеорологическая организация объясняет: название сильного тропического циклона зависит от района океана. В Атлантике говорят hurricane, в западной части северного Тихого океана — typhoon, а в других бассейнах используются свои варианты слова cyclone.

Чем отличается ураган от смерча

Главное отличие урагана от смерча — масштаб и способ рождения. Ураган — огромная система облаков, дождей и ветров над тёплым океаном. Смерч — узкий вращающийся столб воздуха, связанный с грозовым облаком и соприкасающийся с землёй.

ПризнакУраганСмерч
Где рождаетсяНад тёплым тропическим океаномВ грозовой системе, в том числе над сушей
РазмерОбычно сотни километровНамного уже; часто сотни метров
Сколько живётМожет существовать много днейЧасто минуты, иногда дольше
Источник энергииТёплый влажный океанПроцессы внутри сильной грозы

У смерча ветер может быть исключительно быстрым, но он сосредоточен на небольшой площади. Ураган охватывает огромную территорию и опасен не только ветром: он приносит проливные дожди, высокие волны, штормовой нагон воды и наводнения.

Смерч с узкой воронкой от грозового облака до земли и поднятой у поверхности пылью
Смерч во время проекта VORTEX-99 в Оклахоме. NOAA / National Severe Storms Laboratory, общественное достояние. Wikimedia Commons.

Как возникает смерч

Самые опасные смерчи часто связаны с вращающимися грозами — суперячейками, но точный момент рождения смерча учёные до сих пор понимают не полностью. Простая формула «тёплый воздух встретился с холодным — получился смерч» слишком груба.

В грозе ветер на разных высотах может дуть с разной скоростью и в разных направлениях. Такой сдвиг ветра создаёт вращение, а мощный восходящий поток способен повернуть его вертикально. Внутри облака появляется вращающаяся область — мезоциклон. Но мезоциклон ещё не обязательно станет смерчем: важны процессы у основания грозы, восходящие и нисходящие потоки, температура и влажность воздуха.

Есть и ещё одна ловушка. Видимая воронка — это капельки воды, а не сам ветер. Смерч может уже касаться земли и поднимать пыль, даже если конденсационная воронка не выглядит сплошной от облака до поверхности.

Может ли ураган породить смерч

Да — и это главный сюрприз: ураган и смерч не одно и то же, но большой тропический циклон способен породить маленькие смерчи. Они могут возникать в грозовых полосах урагана, особенно когда циклон подходит к суше.

Получается настоящая «матрёшка погоды»: огромная вращающаяся система создаёт среду, где в отдельных грозах иногда рождаются намного более компактные вихри.

Трёхмерное спутниковое изображение дождевой структуры урагана Катрина с высокими грозовыми башнями
Спутниковый «разрез» дождевой структуры урагана «Катрина», данные NASA TRMM. NASA Goddard Space Flight Center / Wikimedia Commons, CC BY 2.0. Страница файла.

Почему ураган ослабевает над сушей

Над сушей тропический ураган теряет главный источник топлива — постоянный приток тепла и влаги от тёплого океана. Поэтому его организованная циркуляция обычно начинает слабеть.

Но это не значит, что опасность исчезает мгновенно. Остатки циклона способны далеко уйти вглубь материка, принести сильный ветер, ливни и наводнения. Над океаном всё наоборот: пока вода достаточно тёплая, воздух влажный, а сильный сдвиг ветра не разрывает структуру шторма, циклон может поддерживать себя и усиливаться.

Два вихря — две разные истории

Теперь спутниковая спираль уже не похожа на «смерч, увиденный сверху». У неё другой масштаб, другой источник энергии и другая жизнь. Тропический ураган питается тёплым океаном и объединяет множество гроз, а смерч рождается внутри грозовой системы и сжимает вращение в гораздо более узкий столб воздуха.

Короткий ответ такой: ураган — огромный океанический тропический циклон, а смерч — локальный вращающийся столб воздуха от грозового облака до земли. А самое интересное в длинном ответе: иногда они встречаются, и большой ураган действительно может породить маленький смерч.

В следующий раз, увидев спираль облаков на спутниковой карте, попробуй найти её глаз и дождевые полосы. А затем загляни в наши материалы о ветре, облаках и молнии — без этих трёх героев история урагана была бы невозможна.

Источники