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Olho (ciclone)

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O olho é uma região de calma na maior parte do tempo no centro de fortes ciclones tropicais . O olho de um tempestade é uma área de aproximadamente circular, normalmente 30-65 km (20-40 milhas) de diâmetro . É cercada por uma parede do olho, um anel de imponentes trovoadas onde o clima mais grave ocorre. O ciclone de menor pressão barométrica ocorre no olho, e pode ser tanto quanto 15% mais baixo do que o pressão atmosférica fora da tempestade.

Em fortes ciclones tropicais, o olho é caracterizado por luz ventos e céu limpo, cercado por todos os lados por uma imponente parede do olho, simétrica. Em ciclones mais fracas, o olho é menos bem definido, e pode ser coberto pela centro denso nublado, que é uma área de altas e grossas nuvens que aparecem brilhantemente em imagens de satélite. Tempestades mais fracas ou desorganizadas podem também apresentam uma parede do olho que não abraçar completamente o olho, ou ter um olho que apresenta fortes chuvas . Em todas as tempestades, no entanto, o olho, é a localização da pressão barométrica mínima da tempestade: a área onde a pressão atmosférica ao nível do mar é o menor.

Uma aeronave voando através da parede do olho de uma tempestade e no olho calmo.

Estrutura

A Diagrama de seção transversal de um ciclone tropical madura, com setas indicando o fluxo de ar dentro e ao redor dos olhos

Um ciclone tropical típico terá um olho de aproximadamente 30-65 km (20-40 mi) de diâmetro, geralmente situado no centro geométrico da tempestade. O olho pode ser claro ou ter manchado nuvens baixas (um olho claro), pode ser preenchido com nuvens de baixa e de nível médio (um olho preenchido), ou pode ser obscurecido pelo centro denso nublado. Não é, no entanto, muito pouco vento e chuva, especialmente perto do centro. Isto está em contraste gritante com as condições na parede do olho, que contém ventos mais fortes da tempestade. Devido aos mecanismos de um ciclone tropical , o olho eo ar diretamente acima dele são mais quentes do que os seus arredores.

Enquanto normalmente bastante simétrica, os olhos podem ser oblonga e irregular, especialmente em tempestades de enfraquecimento. Um grande olho irregular é um olho não circular que aparece fragmentado, e é um indicador de um ciclone tropical fraco ou enfraquecendo. Um olho aberto é um olho que pode ser circular, mas a parede do olho não abraçar completamente o olho, indicando também um enfraquecimento, ciclone privados de umidade. Ambas estas observações são usadas para estimar a intensidade de ciclones através Análise Dvorak. Eyewalls são geralmente circular; no entanto, formas poligonais distintamente que variam de triângulos de hexágonos ocorrer ocasionalmente.

Enquanto tempestades típicas maduros têm olhos que são algumas dezenas de milhas de diâmetro, rapidamente intensificar as tempestades podem desenvolver uma extremamente pequena, clara e circular olho, por vezes referido como um olho pinhole. Tempestades com olhos pinhole são propensos a grandes flutuações na intensidade, e fornecer dificuldades e frustrações para os meteorologistas.

Olhos pequenos-os com menos de 10 nmi (19 km, 12 mi) em frente, muitas vezes desencadear ciclos de substituição eyewall , onde uma nova parede do olho começa a se formar fora da parede do olho originais. Isso pode ocorrer em qualquer lugar de dez a algumas centenas de milhas (quinze a centenas de quilômetros) fora o olho interior. A tempestade, em seguida, desenvolve dois eyewalls concêntricos, ou um "olho dentro de um olho". Na maioria dos casos, a parede do olho exterior começa a contrair logo após a sua formação, o que bloqueia fora do olho interior e deixa um olho muito maior, mas mais estável. Enquanto o ciclo de substituição tende a enfraquecer as tempestades como ocorre, a nova parede do olho podem contrair rapidamente após os antigos dissipa eyewall, permitindo que a tempestade para voltar a se fortalecer. Isso pode desencadear um novo ciclo de substituição da parede do olho.

Os olhos podem variar em tamanho de 320 km (200 mi) ( Tufão Carmen) a apenas 3 km (1,9 mi) ( O furacão Wilma) de diâmetro. Embora seja incomum para tempestades com grandes olhos para se tornar muito intenso, ele ocorrer, especialmente em furacões anulares. Furacão Isabel foi o décimo primeiro mais poderoso Furacões no Atlântico Norte na história gravada, e sofreu uma grande, 65-80 km (40-50 mi) -Wide olho por um período de vários dias.

A formação e detecção

Os ciclones tropicais formam-se quando a energia liberada pela condensação de umidade no ar ascendente provoca uma retroalimentação positiva sobre as águas quentes do oceano.
Normalmente, os olhos são fáceis de detectar usando radar meteorológico. Esta imagem de radar do furacão Andrew mostra claramente o olho sobre o sul da Flórida .

Os ciclones tropicais formam tipicamente de grandes áreas, desorganizadas de distúrbios meteorológicos em regiões tropicais . À medida que mais tempestades se formam e se reúnem, a tempestade desenvolve rainbands que começam girar em torno de um centro comum. À medida que a tempestade ganha força, um anel de forte formas de convecção a uma certa distância do centro de rotação da tempestade desenvolvimento. Desde tempestades mais fortes e mais pesados marcam áreas de chuva forte updrafts, a pressão barométrica na superfície começa a cair, eo ar começa a acumular-se nos níveis superiores do ciclone. Isto resulta na formação de um nível superior anticiclone, ou uma área de alta pressão atmosférica acima do centro denso nublado. Consequentemente, a maior parte deste construiu fluxos de ar para fora anticyclonically acima do ciclone tropical. Do lado de fora do olho formando, a anticyclone nos níveis superiores da atmosfera aumenta o fluxo em direcção ao centro do ciclone, que empurra o ar em direcção a parede do olho e causando loop de feedback positivo.

No entanto, uma pequena parte do ar construiu-se, em vez de fluir para o exterior, flui para dentro em direcção ao centro da tempestade. Isto faz com que a pressão do ar para construir ainda mais, até o ponto em que o peso do ar neutraliza a força das correntes de ar no centro da tempestade. Air começa a descer no centro da tempestade, criando uma área de maioria sem chuva; um olho recém-formado.

Há muitos aspectos deste processo, que permanecem um mistério. Os cientistas não sabem por que um anel de formas de convecção em torno do centro da circulação em vez de em cima dela, ou porque o nível superior anticiclone única ejeta uma parte do excesso de ar acima da tempestade. Existem muitas teorias quanto ao processo exato pelo qual as formas de olho: tudo que se sabe com certeza é que o olho é necessário para ciclones tropicais para alcançar altas velocidades de vento.

A formação de um olho é quase sempre um indicador da crescente organização ciclone tropical e força. Devido a isso, os meteorologistas assistir desenvolver tempestades de perto por sinais de formação de olho.

Para tempestades com um olho claro, a detecção do olho é tão simples como olhar para imagens de um satélite meteorológico. No entanto, para as tempestades com um olho preenchido, ou um olho completamente coberto pelos outros métodos de detecção, denso nublado centrais deve ser usado. As observações de navios e Hunters Hurricane pode identificar visualmente um olho, ao olhar para uma queda na velocidade do vento ou a falta de chuvas no centro da tempestade. Nos Estados Unidos, Coreia do Sul, e em alguns outros países, uma rede de NEXRAD Meteorológicas estações de radar Doppler pode detectar olhos perto da costa. Os satélites meteorológicos também carregam equipamentos de medição atmosféricas de vapor de água e temperaturas em nuvem, que podem ser usados para identificar um olho formando. Além disso, os cientistas descobriram recentemente que a quantidade de ozono no olho é muito mais elevada do que a quantidade na parede do olho, devido ao afundamento da estratosfera ar rico em ozono. Instrumentos sensíveis ao ozono realizar medições, que são usados para observar a aumentar e afundando colunas de ar, e fornecem uma indicação da formação de um olho, mesmo antes imagens de satélite pode determinar a sua formação.

Fenómenos associados

Uma foto de satélite do tufão Âmbar da 1997 temporada de tufões no Pacífico, exibindo uma parede do olho externa e interna ao se submeter a um ciclo de substituição da parede do olho.

Os ciclos de substituição da parede do olho

Os ciclos de substituição da parede do olho, também chamados ciclos eyewall concêntricos, ocorrem naturalmente em intensos ciclones tropicais , geralmente com ventos superior a 185 km / h (115 mph), ou grandes furacões ( Categoria 3 ou superior). Quando os ciclones tropicais atingem esta intensidade, e os contratos eyewall ou já é suficientemente pequena (veja acima ), algumas das bandas externas de tempestade pode fortalecer e organizar em um anel de trovoadas-uma parede do olho-que exterior move-se lentamente para dentro e rouba a parede do olho interna sua umidade necessária e momento angular . Uma vez que os ventos mais fortes encontram-se na parede do olho de um ciclone, o ciclone tropical geralmente enfraquece durante esta fase, como a parede interior é "sufocados" pela parede exterior. Eventualmente a parede do olho externa substitui a interna completamente, ea tempestade pode re-intensificar.

A descoberta desse processo foi parcialmente responsável pelo fim do furacão modificação experimento do governo os EUA Projeto Stormfury. Este projecto partiu para nuvens de sementes fora da parede do olho, causando uma nova parede do olho para formar e enfraquecendo a tempestade. Quando foi descoberto que este era um processo natural, devido à dinâmica do furacão, o projeto foi rapidamente abandonada.

Quase todos os intenso furacão sofre, pelo menos, um desses ciclos durante a sua existência. Furacão Allen em 1980 passou por ciclos de substituição da parede do olho repetidas, oscilando entre 5 e Categoria Categoria 3 status no Escala Saffir-Simpson várias vezes. O furacão Juliette era um caso documentado raro de eyewalls triplos.

Fossos

Um fosso em um ciclone tropical é um anel claro fora da parede do olho, ou entre eyewalls concêntricos, caracterizadas por lentamente afundando ar, pouca ou nenhuma precipitação, e estirpe dominado fluxo. O fosso entre eyewalls é apenas um exemplo de uma zona de filamentação rápido, ou uma área em que a tempestade, onde a velocidade de rotação do ar muda bastante em proporção com a distância a partir do centro da tempestade. Tais regiões dominadas por deformação pode potencialmente ser encontrado perto de qualquer vórtice de força suficiente, mas são mais pronunciadas em fortes ciclones tropicais.

Mesovortices eyewall

Mesovortices parede do olho são características rotacionais de pequena escala encontrados nas eyewalls de ciclones tropicais intensos. Eles são semelhantes, em princípio, aos pequenos "vórtices de sucção" frequentemente observadas em furacões de múltiplos vórtice. Nestes vórtices, a velocidade do vento pode ser até 10% mais elevado do que no resto da parede do olho. Mesovortices parede do olho são mais comuns durante os períodos de intensificação de ciclones tropicais.

Mesovortices parede do olho, muitas vezes apresentam um comportamento incomum em ciclones tropicais. Eles costumam girar em torno do centro de baixa pressão, mas às vezes eles permanecem estacionários. Mesovortices eyewall mesmo ter sido documentado para atravessar o olho de uma tempestade. Esses fenômenos têm sido documentados observationally, experimentalmente, e teoricamente.

Mesovortices parede do olho são um fator significativo na formação de furacões após tropical landfall ciclone. Mesovortices pode gerar rotação em tempestades individuais (a mesociclone), o que leva a actividade tornadic. Em terra firme, o atrito gerado entre a circulação do ciclone tropical e terra. Isso pode permitir que os mesovortices a descer para a superfície, causando grandes surtos de tornados.

Efeito Stadium

Um retrato de Olho do furacão Wilma tomada em 08:22 CDT (13:22 UTC) 19 de outubro de 2005, pela tripulação a bordo da Estação Espacial Internacional . Wilma estava no pico de intensidade no momento, com uma pressão central mínima de apenas 882 mbar (26,06 inHg), tornando-o mais forte furacão do Atlântico na história. Não só isto é um exemplo clássico de um olho pinhole, mas também do efeito estádio, onde a parede do olho inclina para fora e para cima.

O efeito estádio é um fenômeno observado em ciclones tropicais fortes. É um evento bastante comum, onde as nuvens da curva da parede do olho para o exterior a partir da superfície com a altura. Isto dá ao olho uma aparência semelhante a uma cúpula aberta a partir do ar, semelhante a um estádio de esportes. Um olho é sempre maior no topo da tempestade, e menor na parte inferior da tempestade porque segue o ar ascendente na parede do olho isolinhas de igual momento angular , que também inclinação para o exterior com a altura. Este fenómeno se refere às características de ciclones com muito pequenas olhos, onde o fenómeno de inclinação é muito mais pronunciada.

Recursos olho-like

Uma estrutura olho-como é frequentemente encontrada em intensificar os ciclones tropicais. Semelhante ao olho visto em furacões ou furacões, que é uma área circular no centro da circulação tempestade em que convecção está ausente. Estas características olho-like são mais comumente encontrados em intensificar as tempestades tropicais e furacões de categoria 1 na força Escala de Saffir-Simpson. Por exemplo, uma característica do olho semelhante foi encontrado em Furacão Beta quando a tempestade tinha máxima ventos de 50 mph. Estas características olho-like são tipicamente não visível na comprimentos de onda visíveis ou comprimentos de onda infravermelhos do espaço, no entanto, eles são facilmente vistos em imagens de satélite de microondas. O desenvolvimento desta característica em níveis médios da atmosfera é semelhante à formação do olho completo, mas sua posição pode ser deslocada horizontalmente, devido à erosão do vento vertical.

Perigos

Embora o olho é de longe a parte mais calma da tempestade, sem vento no centro e céus tipicamente claras, sobre o oceano é possivelmente a área mais perigosa. Na parede do olho, ondas geradas pelo vento são todos viajando na mesma direção. No centro do olho, no entanto, ondas convergem a partir de todas as direcções, criando cristas erráticas que se podem acumular sobre o outro, criando ondas turbulentas. A altura máxima das ondas do furacão é desconhecida, mas as medidas de furacão Ivan , quando era um furacão categoria quatro, estima que as ondas perto da parede do olho foram superiores a 40 metros (130 pés) do pico à calha.

Um erro comum, especialmente em áreas onde os furacões são incomuns, é para os residentes a vaguear fora para inspecionar os danos, enquanto o olho passa sobre, pensando que a tempestade passe. Eles são, então, pego completamente de surpresa pelos ventos violentos na parede do olho oposto. O Serviço Nacional de Meteorologia desencoraja fortemente deixar o abrigo enquanto o olho passa sobre.

Outras tempestades

Embora apenas os ciclones tropicais têm estruturas que são chamados oficialmente "olhos", há outras tempestades que podem exibir estruturas do olho-like:

Baixas polares

Baixas polares são sistemas climáticos de mesoescala (tipicamente menor do que 1000 km ou 600 milhas (970 km) de diâmetro) encontrado perto do pólos. Como ciclones tropicais, elas formam sobre a água relativamente quente, pode caracterizar convecção profunda (trovoadas), e caracterizam ventos de gale vigor (51 Km / h, 32 mph) ou superior. Ao contrário de tempestades da natureza tropical, no entanto, eles prosperam em temperaturas muito mais frias e muito mais altas latitudes . Eles também são menores e duram por períodos mais curtos (poucos duram mais do que um ou dois dias). Apesar destas diferenças, eles podem ser muito semelhante em estrutura ao ciclones tropicais, com um olho claro cercado por uma parede do olho e bandas de chuva / neve.

Tempestades extratropicais

O Nevasca norte-americano de 2006, uma tempestade extratropical, mostrou uma estrutura olho-like em seu pico de intensidade (aqui visto apenas a leste do Delmarva Peninsula).
Uma tempestade furacão-como no pólo sul de Saturno exibindo uma parede do olho dezenas de quilômetros de altura

Tempestades extratropicais são áreas de baixa pressão que existem na fronteira de diferente massas de ar. Quase todas as tempestades encontrado em latitudes médias são extratropical na natureza, incluindo clássico norte-americano nor'easters e Vento européias. A mais severa delas pode ter um "olho" clara no local da menor pressão barométrica, embora seja geralmente cercado por nuvens baixas, não-convectivas e é encontrado perto da extremidade traseira da tempestade.

Tempestades subtropicais

Tempestades subtropicais são ciclones que têm algumas características extratropicais e algumas características tropicais. Como tal, eles podem ter um olho, mas não são verdadeiros tempestades tropicais. Tempestades subtropicais pode ser muito perigoso, com ventos fortes e mares, e muitas vezes evoluem em verdadeiras tempestades tropicais. Como tal, o Centro Nacional de Furacões começou a incluir as tempestades subtropicais em seu esquema de nomeação em 2002.

Tornados

Tornados , tempestades são de pequena escala destrutivos, que produzem os ventos mais rápidos na terra. Existem dois tipos-single-vortex principais tornados, que consistem em uma única coluna giro de ar e de vários tornados de vórtices, que consistem em pequenos vórtices de sucção, assemelhando-se a si mesmos mini-tornados, todos girando em torno de um centro comum. Ambos os tipos de furacões são teorizados de ter centros de calma, referidos por alguns meteorologistas como "olhos". Essas teorias são suportados por observações de velocidade doppler por radares meteorológicos e relatos de testemunhas.

Tempestades extraterrestres

NASA informou em novembro de 2006 que a sonda Cassini observou um " furacão tempestade -como "fechado para o pólo sul de Saturno que tinha uma parede do olho claramente definidas. Esta observação é particularmente notável porque eyewall nuvens anteriormente não tinha sido visto em qualquer planeta além da Terra (incluindo uma falha de observar uma parede do olho na Grande Mancha Vermelha de Júpiter pela Sonda Galileo). Em 2007, muito grandes vórtices em ambos os pólos de Vênus foram observados pelo Missão Venus Express da Agência Espacial Europeia a ter uma estrutura de dipolo olho.

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