Циклон — это атмосферная система пониженного давления, внутри которой воздух закручивается вокруг центра и поднимается вверх, формируя облачность, осадки и усиление ветра. В Северном полушарии вращение происходит против часовой стрелки, в Южном — по часовой 🌀. Циклон — область пониженного давления с восходящими потоками и спиральной циркуляцией.
Термин и физика процесса 🌪️
Циклоны охватывают широкий спектр масштабов: от мезомасштабных (десятки километров, часы) до синоптических (сотни–тысячи километров, дни). Их динамику определяют барический градиент, сила Кориолиса и трение. Воздух направляется от периферии к центру низкого давления, отклоняется Кориолисом и закручивается, а подъём в центре инициирует конденсацию водяного пара и высвобождение скрытой теплоты, поддерживая облака и осадки.
По источнику энергии различают два главных семейства: тропические (преимущественно «тепловые», конвективные) и внетропические (фронтальные, бароклинные). Тропические циклоны питаются скрытой теплотой конденсации над тёплым океаном, а внетропические — контрастами температуры по горизонтали и энергией фронтов.
Классификация и сопоставление типов 🧭
| Тип циклона | Источник энергии | Ключевые структуры | Широты (°) | Типичные ветры | Центральное давление | Длительность | Бассейны / примеры |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тропический циклон (тайфун, ураган) | Скрытая теплота над тёплой водой | Глаз, стенка глаза, спиральные дожди | 5–30 | 17–70+ м/с | ≈ 870–990 гПа | Дни–недели | Атлантика, Тихий океан; ураган «Ирма» |
| Субтропический циклон | Смешанный: скрытая теплота + бароклинность | Слабый фронтальный анализ, глубокая конвекция частичная | 20–40 | 15–30 м/с | ≈ 985–1005 гПа | Дни | Северная Атлантика; «Ана» |
| Внетропический (фронтальный) циклон | Бароклинная неустойчивость | Холодный/тёплый фронты, окклюзия | 30–70 | 10–35 м/с | ≈ 940–1000 гПа | 2–7 дней | Умеренные широты; «Шторма вихрь над Атлантикой» |
| Полярный низ (полярный мезоциклон) | Потоки тепла от моря в холодный воздух | Компактная спираль, глубокая конвекция | 60–80 | 15–35 м/с | ≈ 980–1005 гПа | Часы–1–2 дня | Баренцево, Норвежское моря |
| Мезоциклон (в суперячейке) | Сдвиг ветра и конвекция | Ротация в грозовой ячейке, возможны смерчи | Широкий диапазон | Локально 20–40 м/с | Локальные перепады | Часы | Внутри континентальных гроз |
| «Медикейн» (Средиземноморский) | Смешанный, при охлаждении верхней тропосферы | Окообразная структура, глубокая конвекция | 30–40 | 20–35 м/с | ≈ 980–1000 гПа | 1–3 дня | Средиземное море |
| Пылевой вихрь («пылевой дьявол») | Сильный прогрев поверхности | Термальная конвекция, узкий столб пыли | Тропики/субтропики | 5–25 м/с | Незначительно ниже окр. фона | Минуты–часы | Пустыни и полупустыни |
Ключевые физические особенности
- Градиент давления: чем ниже давление в центре и выше на периферии, тем сильнее ветер 🌬️.
- Кориолисова сила задаёт направление закрутки; вблизи экватора (±5°) тропические циклоны почти не возникают из-за слабой Кориолисовой силы.
- Влажная конвекция и скрытая теплота поддерживают устойчивость и интенсивность облачных систем.
- Фронтальная динамика (внетропические циклоны) организует осадки вдоль зон контраста температуры.
- Трение у поверхности и взаимодействие с рельефом модифицируют треки и скорость ослабления над сушей.
Условия формирования и поддержания
- Тропические циклоны: температура поверхности моря обычно ≥26,5 °C на глубину 40–60 м; высокая влажность в нижней и средней тропосфере; слабый вертикальный сдвиг ветра; прегенезисный вихрь (волна восточных пассатов, монсунная депрессия); удалённость от экватора на 5–8° для достаточной закрутки.
- Внетропические циклоны: сильный горизонтальный контраст температур (бароклинность), наличие струйного течения, возмущение на фронтальной зоне (короткая волна), последующее углубление и окклюзия с переходом к стадии заполнения.
- Полярные низы и медикейны: холодный воздух над относительно тёплой водой, нестабильность по высоте, локальные конвергенции и вторичные циклогенезы в тылу фронтальных систем.
Жизненный цикл и преобразования
Генезис начинается с малых возмущений, которые при благоприятных условиях усиливаются. У тропических циклонов фаза быстрого углубления сопровождается формированием глаза и стенки глаза; последующая эволюция включает циклы замены стенки, влияние океанического охлаждения следа и сухого воздуха. При попадании в умеренные широты или на холодные воды возможна экстра-тропическая трансформация: утрата тёплого ядра, развитие фронтов и расширение ветрового поля.
Внетропические циклоны развиваются через цикл фронтогенеза, углубления и окклюзии. По мере заполнения ядра и ослабления бароклинности система распадается или переформатируется в волновой циклон вдоль струйного течения.
Наблюдение и прогнозирование 📡
Мониторинг осуществляется спутниками (инфракрасные и микроволновые датчики), радиолокацией, авиационными зондами, буями и автоматическими станциями. Численные модели погоды рассчитывают треки и интенсивность на основе ансамблей, учитывая взаимодействие с океаном и сдвиг ветра. Оценка риска включает прогноз штормового нагона 🌊, максимальных порывов и экстремума осадков; для тропических циклонов применяется шкала Саффира—Симпсона, для волнения — модель волн.
Воздействия и риски ⚠️
- Сильный ветер и шквалы: повальные леса, повреждения инфраструктуры, отключения электроснабжения.
- Экстремальные осадки: наводнения, сели, лавины мокрого снега в холодных секторах.
- Штормовой нагон и прибрежная эрозия: основная причина смертности в тропических циклонах.
- Спутные явления: смерчи в дождевых полосах, снежные бури и метели в окклюзиях, обледенение.
- Транспорт и экономика: срывы судоходства и авиации, перебои в цепочках поставок, аграрные потери.
