Oko (cyklón)

Oko z tropického cyklonu je oblast klidných větrů a dobré počasí, které je obvykle ve středu cyklónového oběhu. Je ohraničena stěnou oka , stěnou bouřek, kde jsou extrémní povětrnostní podmínky. Je víceméně kruhový a jeho charakteristický průměr je řádově 30 až 60 kilometrů, i když se tento průměr velmi liší v závislosti na intenzitě systému. Tlak je nejnižší v systému, ale teplota v nadmořské výšce vyšší než je prostředí, na rozdíl od klasické deprese , která má studenou srdce. Někdy oko nemusí být ve středu a otáčet se nebo se pohybovat různými směry kolem středu cyklónu. Vlny se sbíhají pod okem, takže moře je velmi nebezpečné.

Vlastnosti

Oko je tvořeno ustupujícím vzduchem (pohybem dolů) obklopeným zdí bouřkových mraků ( cumulonimbus ), ve kterých jsou pohyby nahoru rychlé. Teplé teploty oka se vysvětlují adiabatickou kompresí zbývajícího vzduchu. Většina průzkumů prováděných v oku ukazuje, že spodní vrstvy zůstávají relativně vlhké s teplotní inverzí výše, což by mělo tendenci ukazovat, že horní vrstvy vzduchu odcházející z oka nedosahují půdy, ale zůstávají omezeny v nadmořské výšce od 1 do 3 km od povrchu.

V tropických systémech, které nedosáhly stádia cyklónu (64 kt nebo 33 m / s ), oko není viditelné nebo je jen částečné, protože pokles není dostatečně silný, aby rozptýlil mraky. Poté pozorujeme hustou centrální oblačnost v cirru (anglicky CDO), jak ji viděli meteorologické satelity , a uprostřed těchto systémů najdeme přívalové deště. Jakmile je dosaženo cyklónového stupně, objeví se v jeho středu oko a lze jej pozorovat na viditelných i infračervených kanálech satelitních snímků. Přítomnost téměř kruhového a velmi rovnoměrného CDO naznačuje přítomnost příznivého prostředí pro nízké vertikální střihy větru.

Tlak, průměr a struktura

Na povrchu v oblasti očí:

Větry jsou slabé, někdy nulové, ale poryvy ze stěny oka mohou občas vstoupit;
Slabé nebo žádné srážky a modrá obloha je často viditelná skrz střepy mraků .

Ve vysoké nadmořské výšce:

Cirkulace vzduchu je na cestě dolů;
Na horní straně troposféře se teplota na vzduchu , je mnohem vyšší než v okolních oblastech (10 K a často více). Vysoké teploty oka se vysvětlují stlačováním sestupného vzduchu.

V celém cyklónu:

Je zde pozorován minimální atmosférický tlak v cyklónu;
Průměr oka může dosáhnout 200 kilometrů ( Typhoon Tip ), ale to je obvykle 30 až 60 km.

Oční stěna :

Vytvořený cumulonimbus , najdeme nejsilnější konvektivní pohyby . Je doprovázeno nejintenzivnějším špatným počasím cyklónu ( větry , srážky , nárůst bouří a tornáda ).

Hradní příkop

Příkop v tropických cyklón je zřejmé, kružnice mezi soustřednými stěn, které nacházíme v průběhu obnovení cyklu (viz níže), a který je charakterizován tím, vzduchem v poklesu . Pohybu vzduchu dominuje deformace proudění. Jedná se o příklad zóny rychlého filamentace, kde rychlost rotace vzduchu kolem systému prochází velkými změnami v malé vzdálenosti v radiálním směru ve středu cyklónu. Takové oblasti se nacházejí v jakémkoli víru dostatečné intenzity, ale je zvláště důležité v tropických cyklónech silné kategorie.

Meso-vír zdi

Meso- vír oční stěny jsou víry velmi malého rozsahu, které se nacházejí v centrální stěně bouřlivých tropických cyklónů. Jsou podobné sacím vírům v tornádech s více trychtýři. Vítr zde může být až o 10 procent vyšší než ve zbytku zdi. Jsou běžné v určitých obdobích života cyklónu. Mají zvláštní chování, obvykle obíhají kolem středu cyklónu, ale občas zůstávají nehybné nebo dokonce procházejí středem.

Pozorování tohoto jevu bylo možné reprodukovat experimentálně a teoreticky. Tyto víry jsou důležitým faktorem poté, co cyklón dopadne na pevninu. Meso-víry pak mohou skutečně přenášet svou rotaci na bouřky obsažené v systému a tření Země umožňuje soustředit ji blízko k zemi, což může způsobit skupiny tornád .

Tuba

Šnorchl je nakloněný vzhled oční stěny ve velmi intenzivních tropických cyklónech. Tento poměrně častý jev mu dodává vzhled bělidel na sportovním stadionu. Je to v důsledku sklonu vzestupný pohyb vzduchu v bouří oka stěny, který následuje po obrys v momentu hybnosti . To je podobné tvaru vířivky vyprazdňovací vany. Obecně je tento účinek nejzřetelnější u cyklónů s malými očima, kde jsou rozdíly v momentu větší s výškou.

Kvazi oko

V zesilujících se tropických systémech, které nedosáhly stupně hurikánu kategorie 1 , často existuje oblast na úrovni středních bouří, kde chybí konvekce. To není viditelné ve viditelném a infračerveném spektru satelitních snímků, protože vrcholy mraků brání ve výhledu a tvoří oblouk. Avšak snímky ze satelitů provádějících radarové sondování v mikrovlnném spektru , jako je TRMM , umožňují probodnout vrchol a vidět je. Příklad tohoto kvaziočka byl viděn v hurikánu Beta (2005), když dosáhl větru 80 km / h . Tyto struktury nejsou nutně ve středu cyklónu kvůli svislému střihu větru, ale zdá se, že jsou předchůdcem oka.

Životní cyklus

Výcvik

Tyto konvekční mraky tropických cyklonů ( cumulonimbus mraky ) jsou uspořádány v dlouhých, úzkých pásmech orientovaných rovnoběžně s horizontální větry . Tyto větry jsou ovlivňovány cyklónovou cirkulací proti směru hodinových ručiček a spirálou kolem středu uvedené cirkulace. Pásy jsou tedy uspořádány do spirály sbíhající se směrem ke středu cyklónu.

Pásy jsou místem silných konvekčních pohybů:

teplý vlhký vzduch poblíž povrchu se sbíhá směrem ke středu pásů;
jak stoupá v oblacích cumulonimbus, vlhkost ve vzduchu kondenzuje a uvolňuje své latentní teplo;
vzduch, který se stal suchým a chladným, se rozbíhá ve vysoké nadmořské výšce;
čerstvý vzduch sestupuje po obou stranách pásů;
vzduch se ohřeje a naplní se vlhkostí a cyklus začíná znovu.

Pokles z vnější spirálových pásů se zahustí na malý obvodu ve středu cyklonu. Studený vzduch z horní troposféry, jak sestupuje, se ohřívá a vysychá. Tento pokles je soustředěn na konkávní část spirálového pásu, protože na této straně pásů je důležitější zahřívání. Nyní teplý vzduch stoupá a snižuje atmosférický tlak . Jak tlak klesá v konkávnosti pásů, tangenciální větry zesilují. Pak se konvektivní pásy sbíhají směrem k cyklonovému středu tím, že se ovíjejí kolem něj. Výsledkem je tvorba oka a oční stěny.

Cykly obnovy očních stěn

Tropické cyklóny projevují epizody obnovy stěny oka. Obvykle k nim dochází v cyklónech s větry nad 185 km / h . Zde je sekvence cyklu:

Stěna oka se stahuje pod tlakem víru;
Jedna nebo více vnějších stěn, více či méně soustředných, se tvoří z bouřkových pásem cyklónu, protože mají přímější přístup k vlhkosti a teplu;
Vnější stěna se zesiluje;
Mezi vnější stěnou a vnitřní stěnou se vyvíjejí sestupné proudy vzduchu, které táhnou suchý vzduch z horní troposféry ;
Klesající suchý vzduch způsobuje rozptyl konvektivních mraků a prasknutí vnitřních stěn;
Vnější stěna se utáhne a nahradí starou zeď.

Nárůst tlaku způsobený rozptylem vnitřní stěny oka, rychlejší než pokles tlaku způsobený zesilující se vnější stěnou oka, na okamžik oslabí cyklón a je často následován zesílením. Nejintenzivnější tropické cyklóny zažijí jeden nebo více z těchto cyklů. Například hurikán Allen v roce 1980 zažil několik cyklů obnovy, které oscilovaly mezi kategoriemi 3 a 5 na Saffir-Simpsonově stupnici a hurikán Juliette z roku 2001 je jedním z mála případů.

Nebezpečí

I když je počasí v oku dobré a vítr je slabý, jedná se o obzvláště nebezpečné místo na moři. Maximální vítr cyklónu se nachází ve stěně oka, kde tlačí na vodní hladinu a tvoří vlny velké amplitudy. Tyto vlny se však pohybují v obecném směru větru a navzájem se neruší. Na druhé straně se vlny, které vstupují do oka ze zdi, pohybují směrem k sobě a při setkání mohou vytvářet obrovské hřebeny.

Tyto nepoctivé vlny mohou snadno přemoci loď. Maximální výška, kterou mohou tyto vlny dosáhnout, není zcela známa, ale poblíž stěny oka hurikánu Ivan byla mezi korytem a hřebenem jednoho z nich zaznamenána amplituda 40 metrů. Kromě toho jsou tyto vlny jsou přidány do nárůstu bouře , vylepšení na vlnách způsobené tlakem systému.

Častou chybou při pohledu na Zemi je to, že obyvatelé jdou ven a kontrolují škody, protože si myslí, že bouře skončila. Poté jsou překvapeni návratem zdi na druhé straně cyklónu. Meteorologické služby proto doporučují lidem v oblastech, kde tropický cyklón prochází, aby opustili úkryty, než obdrží zprávu od úřadů označující konec výstrahy před cyklónem .

Oko v jiných povětrnostních systémech

Pouze tropické cyklóny mají strukturu s oficiálním názvem „oko“. Jiné typy depresí a povětrnostních jevů však mají struktury, které se jim podobají. Tyto zahrnují:

Polární nízká : deprese Mesoscale , že se tvoří v arktických oblastech uvedených nepotažené ledové vody, přičemž se teplota hluboko pod bodem mrazu . Za těchto podmínek je vzduch velmi nestabilní a vlhký blízko povrchu, což vede k tvorbě konvektivních mraků o poměrně velké tloušťce. Jejich motor je tedy podobný tropickým cyklónům, tj. Uvolňování latentního tepla . Větry mohou dosáhnout síly bouře ( na Beaufortově stupnici přes 89 km / h ), ale jejich průměr a životnost jsou velmi malé (méně než 200 km a dva dny). Na satelitních snímcích můžeme někdy vidět pásy intenzivních srážek a oční stěnu.

Extratropical cyklon : prohlubně do středu šířkách jsou výsledkem jednání vzduchových hmot různých teplot a vlhkosti. Proto se zásadně liší od tropických cyklónů. V životě takového systému se však studená fronta nakonec připojí a předstihne teplou frontu a uprostřed nízkého pásma se objeví uzavřená zóna . Mraky, obvykle nekonvektivní, vytvářejí kolem středu kruhovou oblast a často je viditelná struktura podobná oku. Je však v oblasti rozptylující bouři. Dobrými příklady tohoto chování jsou bouře Cape Hatteras v Severní Americe nebo zimní bouře v Evropě.

Subtropické cyklon : tyto prohlubně jsou systémy, které mají obě tropické a extratropical cyklonu vlastnosti, protože jsou na hranici tvorby mezi těmito dvěma typy. Pokud je konvekce organizována v pásmech, může se objevit oko, i když ještě nemáme co do činění s tropickým systémem. Tyto cyklóny mají silný vítr a velmi rozbouřené moře. Často se stávají tropickými. Proto je Národní hurikánové centrum představilo svým hurikánovým hodinkám a pojmenovalo je od ročního seznamu od roku 2002.

Tyto tornáda : tito velmi malí jevy dávají nejrychlejší větry na planetě. Nacházejí se pod několika typy konvekčních mraků, ale hlavně pod bouřkami supercell . Můžete mít jedno nebo více tornád trychtýře a poškození sání je způsobeno tlakovým rozdílem mezi prostředím a středem trychtýře. Teoreticky mohly mít trychtýře uprostřed oblast klidných větrů, „oko“. K dispozici jsou údaje o rychlosti v tornádách z Dopplerových meteorologických radarů a některá pozorování na místě, která by to potvrdila.

Mimozemské oko

NASA hlášeny v listopadu 2006 , že kosmická sonda Cassini pozoroval bouři jižního pólu planety Saturn , který měl všechny znaky tropický cyklón, s jedním okem. Přítomnost oční stěny nebyla nikdy zaznamenána na žádné jiné planetě než na Zemi . Dokonce i v nesmírné Great Red Spot of Jupiter , tento jev nebyl pozorován během Galileo mise .

V roce 2007, velké víry byly zaznamenány v rámci mise Venus Express z Evropské kosmické agentury na obou pólech Venuše . Tyto víry měly dvojí oči.

Poznámky a odkazy

(fr) Tento článek je částečně nebo zcela převzat z anglického článku Wikipedie s názvem „ Oko (cyklon) “ ( viz seznam autorů ) .

Poznámky

V některých pracích lze fenomén poklesu vzduchu v oku cyklónu vynechat, stejně jako v pojednání Příručka meteorologie .

Reference

„ Základní definice: Předmět A9) Co je to oko? Jak se tvoří? Jak se to udržuje? Co je to spirálový pás? » , Frequently Asked Questions , Météo-France ( La Réunion ) (konzultováno 6. ledna 2013 )
„ Hurricane Glosář , “ Canadian Hurricane Center ,30.dubna 2010(zpřístupněno 6. ledna 2013 )
(in) Jonathan Vigh , „ Training Eye of the Hurricane “ , 7. konference o hurikánech a tropické meteorologii v Monterey, Americká meteorologická společnost ,2006( číst online [PDF] , konzultováno 24. prosince 2017 )
(in) Robert Houze, Cloud Dynamics Second edition , sv. 104, Amsterdam / New York, Academic Press , kol. "International Geophysics Series",2014, 432 s. ( ISBN 978-0-12-374266-7 ) , str. 295
Alfio Giuffrida a Girolamo Sansosti ( překlad z italštiny), Meteorologická příručka: průvodce po porozumění atmosférickým a klimatickým jevům , Saint-Denis-sur-Sarthon, Gremese,2017, 140 s. ( ISBN 978-2-36677-118-3 ) , str. 103
„ Základní definice: (A9) Co znamená„ CDO “? » , Frequently Asked Questions , Météo-France ( New Caledonia ) (zpřístupněno 6. ledna 2013 )
(in) CM Rozoff , WH Schubert , Comics McNoldy a JP Kossin , „ Rapid filamentation intenzivní tropické cyklónové oblasti “ , Journal of the Atmospheric Sciences , sv. 63,2006, str. 325–340 ( číst online , přístup k 16. listopadu 2007 )
(in) Richard J. Pasch , Eric S. Blake , D. Hugh Cobb III a David P. Roberts , „ Zpráva o tropickém cyklónu: hurikán Wilma “ , Národní hurikánové centrum,12. ledna 2006
(in) JP Kossin , Comics McNoldy a WH Schubert , „ vírové víry v oblacích hurikánového oka “ , Měsíční přehled počasí , roč. 130,2002, str. 3144–3149 ( číst online [PDF] )
(in) MT Montgomery , VA Vladimirov a PV Denisenko , „ Experimentální studie je mezovortický hurikán “ , Journal of Fluid Mechanics , sv. 471,2002, str. 1–32 ( číst online )
(in) JP Kossin a WH Schubert , „ Mesovortice, polygonální proudění, tlak a rychlé poklesy vírů podobných hurikánu “ , Journal of the Atmospheric Sciences , sv. 58,2001, str. 2196–2209 ( číst online [PDF] , přístup k 16. listopadu 2007 )
(cs) HF Hawkins a DT Rubsam , „ Hurricane Hilda, 1964: II. Struktura a rozpočty hurikánu 1. října 1964 “ , Měsíční přehled počasí , roč. 96,1968, str. 617–636 ( číst online )
(in) WM Gray a DJ Shea , „ Oblast jádra hurikánu: II. Tepelná stabilita a dynamické charakteristiky “ , Journal of the Atmospheric Sciences , sv. 30,1973, str. 1565–1576 ( číst online )
(in) HF Hawkins a SM Imbembo , „ Struktura malého, intenzivního hurikánu Inez-1966 “ , Měsíční přehled počasí , roč. 104,1976, str. 418–442 ( číst online [PDF] )
(in) Frank Marks and Stacy Stewart, „ TRMM Satellite Data - Applications to Tropical Cyclone Analysis and Forecasting “ , University of Colorado (přístup 10. ledna 2008 )
(in) John L. Beven, „ Tropická bouře Beta diskuse číslo 3 “ , Národní meteorologická služba (přístup k 8. lednu 2008 )
(in) Daniel Brown a poručík Dave Roberts, „ Interpretace pasivních mikrovlnných snímků “ , Národní hurikánové centrum , NOAA (přístup k 13. březnu 2008 )
(in) Jacksonville Weather Forecast Office, „ STORM project “ , NOAA (zpřístupněno 12. března 2008 )
(in) Jonathan Vigh, „ Training Eye of the Hurricane “ , konference AMS , Fort Collins, Colorado, ministerstvo atmosférických věd, Colorado State University ,2006( číst online [PDF] , přístup k 6. lednu 2013 )
Pokud se tento vzduch nedokáže zahřát a zvlhčit, cyklon se rozptýlí.
(in) Brian D. McNoldy , „ Triple eyewall in Hurricane Juliette “ , Bulletin of the American Meteorological Society , AMS , sv. 85,2004, str. 1663–1666 ( DOI 10.1175 / BAMS-85-11-1663 , číst online [PDF] , přístup k 6. lednu 2013 )
(in) David W. Wang , Douglas A. Mitchell , William J. Teague , Ewa Jarosz a Mark S Hulbert , „ Extrémní vlny pod hurikánem Ivan “ , Science , sv. 309, n O 5736,5. srpna 2005, str. 896 ( číst online )
„ Cyklonová výstraha “ , Météo-France (přístup k 6. srpnu 2006 )
(en) Národní meteorologická služba (jižní region), „ Tropical Cyclone Safety “ , Národní úřad pro oceán a atmosféru ,6. ledna 2005(zpřístupněno 6. srpna 2006 )
(en) Národní datové centrum pro sníh a led, „ Polar Lows “ (přístup k 24. lednu 2007 )
(in) Maue, Ryan N., „ Teplá izolační cyklónová klimatologie “ , Americká meteorologická společnost ,25.dubna 2006(zpřístupněno 6. října 2006 )
(in) Chris Cappella, „ Základy počasí: subtropické bouře “ , USA dnes ,22.dubna 2003(zpřístupněno 15. září 2006 )
(in) R. Monastersky, „ Oklahoma Tornado Wind Sets Record “ , Science News,15. května 1999(zpřístupněno 15. září 2006 )
(in) Alonzo A. Justice , „ Vidět vnitřek tornáda “ , Měsíční přehled počasí ,Květen 1930, str. 205–206 ( číst online [PDF] , přístup k 15. září 2006 )
(in) „ NASA vidí do oka Monster Storm na Saturnu “ , NASA ,9. listopadu 2006(zpřístupněno 10. listopadu 2006 )
(en) G. Piccioni a kol. , „ Jižní polární funkce na Venuši podobné těm, v blízkosti severního pólu “ , Nature , n o 450,29. listopadu 2007, str. 637-40 ( DOI 10.1038 / nature06209 , číst online )
(in) „ Mission: Venus Express “ , Evropská kosmická agentura (zpřístupněno 9. března 2008 )