3.5.4 Тайфуны. Ураганы

Тайфуны. Ураганы

Ураган- это циклон, у которого давление в центре очень низкое, а ветры достигают большой разрушительной силы. Скорость ветра нередко достигает 25 км/ч. Иногда ураганы на суше называют бурей, а на море - штормом, тайфуном. Ураганы могут сопровождаться сильными дождями, наводнениями, в открытом море - образованием волны высотой более 10 м, штормовыми нагонами. Особой силой отличаются тропические ураганы, радиус сильных ветров которых может превысить 300 км. Ежегодно на Земле развивается в среднем 70 тропических циклонов. Средняя продолжительность урагана - около 9 дней, максимальная - 4 недели. Сильный тайфун - ЛИНДА (наиболее мощный за последние 10 лет) вышел в конце октября - начале ноября 1997 г. на побережье Вьетнама. В результате его действия разрушено множество домов и коммуникаций, без вести пропало более 100 человек. Предполагают, что многие из них погибли.

Циклон, известный иначе как депрессия, или область низкого давления, представляет систему погоды, в которой атмосферное давление убывает до некоторой минимальной величины в центре, а ветры дуют по спирали в направлении этого центра. (Ветры дуют по часовой стрелке в южном полушарии и против нее в северном полушарии.) В своей развитой форме система превращается в тропический циклон, определяемый Всемирной метеорологической организацией (WMO, 1966) как “циклон тропического происхождения малого диаметра (несколько сотен километров) с минимальным давлением у поверхности, иногда менее 900 мб, очень сильными ветрами и проливным дождем; иногда сопровождается грозами. В нем обычно различают центральную область, или “глаз урагана”, с диаметром порядка нескольких десятков километров, слабым ветром и более или менее незначительной облачностью”. Циклоны и кинетическая энергия, которую они высвобождают, представляют часть общей циркуляции атмосферы. Циклоны — необходимый фактор формирования того, что человек называет “погодой”, но в своих экстремальных формах циклоны превращаются в опасность для человека.

Такие штормы впервые были названы ураганами в Карибском море, а затем это наименование распространили на все тропические циклоны в южной части Тихого и Индийского океанов и северной части Атлантического океана, если ветер в циклоне приобретал огромную силу. В Китайском море, обычно в западной части северной половины Тихого океана и в Индийском океане над Бенгальским заливом их называют “тайфунами”.

Термин “тайфун” укоренился еще с давних исторических времен (по-китайски иероглиф “тай” означает сильный ветер) в применении к ТЦ западной части Тихого океана в Северном полушарии, а именно эти вихри и представляют собой серьезную опасность для дальневосточных регионов России – Приморья, о. Сахалин, Курильских о-вов и Камчатки.

Следует отметить, что тайфуны западной части Тихого океана образуют наиболее мощный очаг ТЦ, по сравнению с другими регионами. При среднеклиматическом количестве ТЦ за год на глобусе примерно равном 80, около 26 (т.е. более 30%) приходится именно на эту часть Мирового океана. Хотя лишь малый процент тайфунов на деле представляет опасность для российского Дальнего Востока, ущерб от этих явлений весьма значителен.

Тропические циклоны представляют собой огромные вихри, достигающие в диаметре 1000 - 1500 км, а иногда и более, и простирающиеся по вертикали на всю тропосферу (до 15 - 18 км). Максимальная скорость ветра в наиболее мощных ТЦ достигает v_m = 90 - 100 м/с (т.е. 300 - 360 км/ч) и минимальное давление у поверхности океана в центре вихря p_o доходит до рекордно низких в метеорологии значений (абсолютный минимум – 870 гПа – был зафиксирован в супертайфуне Тип в октябре 1979 г.).

Климатология тропических циклонов определяется, прежде всего, основным источником, поддерживающим их существование – выделением скрытой теплоты конденсации влаги, что в максимальной степени происходит над тропическими океанами, причем там, где температуры их поверхности T_o наивысшие (обычно еще со времени Э.Пальмена (Пальмен и Ньютон, 1973)) критическими значениями T_o считаются значения 26 - 27 С.

В Северном полушарии ТЦ возникают, прежде всего, в следующих океанических областях:

1. в Тихом океане – к востоку от Филиппинских островов и в южной части Южно-Китайского моря, в основном, с мая по ноябрь, а также к западу от Калифорнии и Мексики с июня по октябрь;

2. в Атлантическом океане – к востоку от Малых Антильских островов и на востоке Карибского моря с июля по октябрь, к северу от Больших Антильских островов с июля по октябрь, в западной части Карибского моря в июне и с конца сентября до начала ноября, в Мексиканском заливе с июня по ноябрь и, наконец, у островов Зеленого Мыса с июля по октябрь;

3. в Индийском океане – в Аравийском море в мае - июне и октябре - ноябре, а также в Бенгальском заливе с июня по ноябрь.

4. В Южном полушарии ТЦ зарождаются в Индийском океане – к востоку от Мадагаскара и северо-западнее Австралии с ноября по апрель - май, а в Тихом океане – в районе островов Новые Гебриды и островов Самоа с декабря по апрель.

В целом, следует заключить, что ТЦ чаще всего образуются в тропической зоне между 4 и 30 широты (ближе к экватору, из-за недостаточной величины закручивающего момента, связанной с силой Кориолиса – ноль на экваторе – ТЦ образуются крайне редко). Наиболее часто ТЦ возникают между 10 и 15 .

Горизонтальные размеры ТЦ, определяемые радиусом последней замкнутой изобары, зависят от географического района и сезона. Тихоокеанские тайфуны – самые крупные из них, их диаметр, в среднем, составляет 600 - 800 км (для ураганов Атлантики – 400 км).

Схематически структура зрелого ТЦ представляет следующее. В нижнем слое атмосферы (толщиной 2 - 5 км) в циклоне воздух устремляется к центру, при этом ветер усиливается и достигает максимальных значений в узкой кольцеобразной зоне вокруг центра ТЦ, удаленной от него на 20 - 100 км. В зоне максимальных ветров устанавливается приблизительное равновесие между силой барического градиента, направленного к центру циклона, и силами противоположной направленности: центробежной и Кориолиса (так называемой градиентный баланс). Не имея возможности двигаться дальше к центру ТЦ, воздух вытесняется вверх и поднимается в мощных кучево-дождевых облаках, перенося с собой количество движения, тепло и влагу. В верхней тропосфере воздух отклоняется от центра наружу, образуя слой оттока, в котором переносится завеса (или “щит”) перистых облаков. Отток концентрируется вблизи изобарической поверхности 150 гПа. В отличие от нижнего слоя, циркуляция здесь совершенно асимметрична, а по направлению становится антициклонической (рис. 35).

Внутри и вблизи зоны максимальных ветров формируется “глаз бури” (самая внутренняя, обычно свободная от облаков зона ТЦ диаметром от 5 до 50 км), с окружающей его “стеной” облачности. Глаз образуется в ТЦ не всегда, а только лишь тогда, когда давление в центре на уровне моря p_o падает ниже 985 гПа и максимальная скорость ветра превышает 23-25 м/с.

Динамика глаза, причины и механизм его формирования до сих пор не совсем ясны. Одним их наиболее “продвинутых” исследований поля ветра и нестационарных процессов в глазе бури на основе гидродинамического моделирования является цикл работ Е.М.Добрышмана 1994 - 1998 гг. (Добрышман, 1995 и 1998).

Рис. 35. Схема структуры зрелого тропического циклона (Руководство..., 1986).1 — башни кучевых облаков в глазе бури; 2 — конвективные облака;3 — высокослоистые облака; 4 — перистые облака

Другой характерной структурной особенностью ТЦ являются спиральные полосы кучево-дождевых облаков и дождя, движущиеся против часовой стрелки (в Северном полушарии) вокруг центра ТЦ.

Изображение глаза бури и стены облаков со спиральными полосами в тайфуне Эллис в августе 1982 г., полученное с американского полярноорбитального спутника NOAA, показано на рис. 35а.

В центральных областях тайфунов градиент давления может составлять 60 гПа на 100 км, а иногда до 20 гПа на 20 км. Давление в центре развитых ТЦ у поверхности океана составляет 950 - 960 гПа (значение абсолютного минимума было приведено выше).

Наибольшая скорость ветра в движущемся тайфуне наблюдается в правых (по отношению к направлению перемещения) квадрантах, где скорость в системе самого ТЦ складывается со скоростью фонового потока. Максимум скорости ветра наблюдается на высоте около 1 км, скорость ветра на уровне флюгера (10 м) составляет около 70% от этой величины. Выше 1-2 км скорость ветра с высотой убывает. На изобарической поверхности 200 гПа она почти в два раза меньше, чем на поверхности 500 гПа.

Существует целый ряд эмпирических зависимостей приземного давления от расстояния r до центра ТЦ, равно как и связей между максимальной скоростью ветра в ТЦ и перепадом приземного давления между периферией и центром ТЦ, но, по мнению авторов, они носят только чисто оценочный характер.

Рис. 35а. Снимок с ИСЗ NOAA тайфуна Эллис. (Снимок принят на борту НИС "Академик Королев" в период экспедиции КЭТИ-82)

Одной из основных черт ТЦ является наличие в нем теплого ядра. Максимальные температурные аномалии отмечаются в глазе ТЦ в слое вблизи 250 гПа и могут достигать 15 С и более.

Области развитой конвекции в тайфунах отличаются значительно большей относительной влажностью q по сравнению с соседними областями. В центральной кольцевой зоне (r = 20 - 100 км) вплоть до изобарической поверхности 450 гПа значения q превышают 90%.

Кинетическая энергия ТЦ, по ряду независимо произведенных оценок (Добрышман, 1994; Голицын, 1997) имеет порядок 10¹⁸ Дж (полная энергия: кинетическая + потенциальная – на полтора - два порядка больше). В системе общей циркуляции атмосферы ТЦ, в сезон своей активности, переносят существенную часть момента количества движения из тропиков в более высокие широты (Голицин, 1997).

Говоря о движении тайфунов (как и всех ТЦ вообще), следует сказать, что оно в большой степени определяется тремя основными факторами: взаимодействием между фоновым потоком и самим вихрем, изменением параметра Кориолиса с широтой (т.н. “эффект Россби”) и трением о подстилающую поверхность. Имеет место тенденция к перемещению ТЦ в области с более теплой поверхностью воды.

С тех пор как были составлены карты средних месячных приземных изобар и траектории ТЦ стали наноситься с достаточной степенью точности, метеорологи установили, что эти траектории приблизительно параллельны средним изобарам в системе субтропического антициклона. Это привело к появлению концепции ведущего потока.

Если исходить из параболической (или близкой к ней) формы траектории ТЦ, то принято выделять ее прямую ветвь (в Северном полушарии это движение на запад – северо-запад), точку поворота (чаще всего тихоокеанские тайфуны проходят ее на широтах 22 - 32 ) и обратную ветвь (движение на восток – северо-восток). Только тайфуны на обратной ветви своей траектории выходят на Дальний Восток России.

Даже при отсутствии точки поворота, ТЦ обоих полушарий обычно смещаются из более низких в более высокие широты. Можно показать, что это происходит под влиянием упоминавшегося уже “Эффекта Россби”, или, как его иногда называют, “бета-эффекта” (   l/  – изменение параметра Кориолиса l с широтой  ). Впрочем, в отдельных (довольно редких) случаях, скажем, при возникновении петлеобразных траекторий, тайфун или ураган в течение определенного периода может двигаться и по направлению к экватору.

Тропические циклоны проходят в своем развитии (эволюции) несколько стадий.

Стадия формирования – обычно циклон в этой стадии называют тропической депрессией (TD, v_m < 17 м/с). Ее начало отождествляется с образованием (скажем, из восточной волны или другого незамкнутого тропического возмущения) системы, обладающей на приземной карте одной или несколькими замкнутыми изобарами; давление на уровне моря может упасть до 1000 гПа. Лишь около 10% тропических депрессий получают дальнейшее развитие.

Стадия молодого циклона – это соответствует в принятой терминологии понятию “тропический шторм” (TS, 17 м/с  v_m  24 м/с) или “сильный тропический шторм” (STS, 25 м/с  v_m  32 м/с). Эта стадия может продолжаться несколько суток, но иногда носит и “взрывной” характер, когда за 12 ч возникает хорошо выраженный вихрь с глазом бури. Разрозненные очаги облаков и осадков образуют систему узких полос дождя, сходящихся у центра, но охватывающих еще небольшую область. ТЦ прослеживается до изобарической поверхности 500 гПа, иногда 300 гПа.

Стадия зрелого циклона, т.е., собственно, тайфуна (TY) или урагана (Hr). Теперь v_m  33 м/с, давление в центре ТЦ сначала достигает минимального значения, а затем начинает увеличиваться. Система циркуляции в этой стадии, которая может существовать неделю, расширяется по площади. Радиус циклона достигает максимальных размеров, характерных для той или иной акватории; ТЦ прослеживается вплоть до тропопаузы (~ 100 гПа). В западной части Тихого океана тайфун с v_m > 50 - 65 м/с (разные значения в разных прогностических центрах) иногда называют “супертайфуном” (STY). Число таких супертайфунов за всю историю наблюдений весьма невелико.

Стадия затухания, или трансформации в полярно-фронтовой циклон. Заполнение ТЦ происходит при выходе на сушу, в зону низких температур поверхности океана или при больших вертикальных сдвигах ветра. Все эти факторы связаны с уменьшением притока энергии (тепла и влаги) с поверхности, а при выходе на сушу – и с увеличением трения о подстилающую поверхность. По мере продвижения по обратной ветви траектории к северо-востоку (в Северном полушарии) ТЦ либо регенерируют на полярном фронте и, постепенно утрачивая специфические “тропические” черты, превращаются в циклоны умеренных широт (с давлением в центре 950 - 960, а иногда до 1000 гПа), либо, как только что упоминалось, заполняются. Отметим, что хотя скорость ветра при трансформации ТЦ ослабевает, осадки могут даже усилиться, оставаясь, как правило, значительно более сильными, чем во внетропических циклонах, а охватываемая ими зона значительно расширяется.

Полное время жизни среднего тропического циклона обычно считают равным 6 - 7 сут.

В прежние времена (XVI - XIX вв.) ТЦ на испанских островах Карибского моря называли по имени того святого, с чьим днем, по католическому календарю, совпадало их опустошительное нашествие. Так, известен громадными разрушениями ураган Санта-Ана на о. Пуэрто-Рико 26 июля 1825 г. Официального или всеобщего характера это правило, однако, не приобрело. Иногда ТЦ получили имя той местности, в которой они особенно запомнились. История знает ураган Саванна-ла-Мар, обрушившийся на одноименный поселок о. Ямайки в 1780 г. Надолго останутся в памяти японцев печально знаменитый тайфун Мурото, вышедший на мыс Мурото 21 сентября 1934 г., и тайфун залива Исеноуми, 26 - 27 сентября 1959 г., разрушивший г. Нагою и унесший 5 тыс. человеческих жизней.

С 1953 г. в Бюро погоды США на каждый сезон ураганов стали составлять список женских имен в алфавитном порядке, которыми и нарекали вновь возникающие тропические циклоны Атлантического океана, когда они достигали определенной стадии развития (TS). При этом список составлялся заранее, как правило, на несколько лет вперед. Вскоре алфавитные списки женских имен были введены американцами и для тихоокеанских тайфунов (Ситников, 1975).

С 1978 г. в списках тайфунов (а с 1979 г. – ураганов) женские имена чередуются с мужскими (алфавитный порядок сохраняется). Вот так, например, выглядел список наименований тайфунов и тропических штормов, реально возникших на западе Тихого океана в сезон 1998 г.:

Николь	(Nichole)	Стелла	(Stella)	Янни	(Yanni)	Даун	(Dawn)
Отто	(Otto)	Тодд	(Todd)	Зеб	(Zeb)	Элвис	(Elvis)
Пенни	(Penny)	Вики	(Vicki)	Бебс	(Babs)
Рекс	(Rex)	Вальдо	(Waldo)	Чип	(Chip)

Имя первого тайфуна каждого сезона начинается с буквы английского алфавита, следующей за той, с которой начиналось имя последнего ТЦ предыдущего сезона. (В Атлантике список ураганов каждый год начинается с имени на первую букву алфавита – А).

К этому остается добавить, что японцы, как и много лет назад, снабжают очередной тайфун комбинацией из четырех цифр, где первые две цифры означают год, а вторые две – его порядковый номер в данном году. Так, первый тайфун, скажем, 1999 г., идентифицируется как 9901. На Филиппинах, наряду с официальным “американским” именем, в сводках национальной гидрометслужбы PAGASA можно встретить и свои, локальные наименования: например, Лузинг (Lusing), Трининг (Trining) и др.

С 2000 г. порядок присвоения имен тайфунам изменился. Комитет по тайфунам (международный орган Всемирной метеорологической организации), членами которого являются (в порядке алфавита на английском языке): Камбоджа, Китай, Северная Корея, Гонгконг, Япония, Лаос, Макау, Малайзия, Микронезия, Филиппины, Южная Корея, Тайланд, США и Вьетнам, составил пять списков имен тайфунов (табл. 16). Список введен в действие с 1 января 2000. Последний тропический циклон 2000 г. носил имя Soulik (наименование представлено Микронезией), а первый 2001 г. – имя Cimaron (наименование представлено Филиппинами).

Таблица 16

Список имен тропических циклонов северо-западной части Тихого океана и Южно-Китайского моря.

Номер списка	I	II	III	IV	V
Предложено страной	Наименование	Наименование	Наименование	Наименование	Наименование
Cambodia	Damrey	Kong-Rey	Nakri	Krovanh	Sarika
China	Longwang	Yutu	Fengshen	Dujuan	Haima
Dpr Korea	Kirogi	Toraji	Kalmaegi	Maemi	Meari
Hk, China	Kai-Tak	Man-Yi	Fung-Wong	Choi-Wan	Ma-On
Japan	Tembin	Usagi	Kammuri	Koppu	Tokage
Lao Pdr	Bolaven	Pabuk	Phanfone	Ketsana	Nock-Ten
Macau	Chanchu	Wutip	Vongfong	Parma	Muifa
Malaysia	Jelawat	Sepat	Rusa	Melor	Merbok
Micronesia	Ewiniar	Fitow	Sinlaku	Nepartak	Nanmadol
Philippines	Bilis	Danas	Hagupit	Lupit	Talas
Ro Korea	Kaemi	Nari	Changmi	Sudal	Noru
Thailand	Prapiroon	Vipa	Megkhla	Nida	Kularb
U.S.A.	Maria	Francisco	Higos	Omais	Roke
Viet Nam	Hoamai	Lekima	Bavi	Conson	Sonca
Cambodia	Bopha	Krosa	Maysak	Chanthu	Nesat
China	Wukong	Haiyan	Haishen	Dianmu	Haitang
Dpr Korea	Sonamu	Podul	Pongsona	Mindulle	Nalgae
Hk, China	Shanshan	Lingling	Yanyan	Tingting	Banyan
Japan	Yagi	Kajiki	Kujira	Kompasu	Washi
Lao Pdr	Xangsane	Faxai	Chan-Hom	Namtheun	Matsa
Macau	Bebinca	Vamei	Linfa	Malou	Sanvu
Malaysia	Rumbia	Tapah	Nangka	Meranti	Mawar
Micronesia	Soulik	Mitag	Soudelor	Rananim	Guchol
Philippines	Cimaron	Hagibis	Imbudo	Malakas	Talim
Ro Korea	Chebi	Noguri	Koni	Megi	Nabi
Thailand	Durian	Ramasoon	Hanuman	Chaba	Khanun
U.S.A.	Utor	Chataan	Etau	Kodo	Vicente
Viet Nam	Trami	Halong	Vamco	Songda	Saola

Краткая климатология тайфунов

Информация о параметрах тропических циклонов северо-западной части Тихого океана поступает в свободный обмен данными от Японского метеорологического агентства и от Объединенного центра предупреждения о тайфунах США (о. Гуам) в виде синоптических карт, предупреждений о тайфунах, штормовых оповещений, а также распространяется по сети Internet и на технических носителях в виде многолетних и годовых наборов данных..

Технологии определения параметров тайфунов в Японском метеорологическом агентстве и в Объединенном центре предупреждения о тайфунах США (о. Гуам) различны. Это приводит к тому, что передаваемая информация о тайфунах существенно отличается. Например, давление в центре тайфуна Herb (9609) по данным Японского метеорологического агентства, Центрального бюро погоды на Тайване и Объединенного центра предупреждения о тайфунах США (о. Гуам) отличались на 20-35 гПа в период максимального развития циклона.

Тропический циклон Herb (9609) по данным Объединенного центра предупреждения о тайфунах находился в стадии супертайфуна (скорость ветра более 130 узлов). В то же время, последний супертайфун, зарегистрированный по данным Японского метеорологического агентства был только в 1979 г. – Tip (7920). По данным же Объединенного центра число тайфунов со скорость ветра более 65 м/с ежегодно отмечается в количестве 4-6. В 1999 г, видимо в самом аномальном году по интенсивности тропического циклогенеза (по классификации Японского метеорологического агентства только четыре циклона достигли стадии тайфуна), по данным Объединенного центра предупреждения о тайфунах США также отмечен один супертайфун.

Сравнение данных о тайфунах Японского метеорологического агентства и Объединенного центра предупреждения о тайфунах США (о. Гуам) за период с 1963 по 1989 гг. приводится ниже.

Числа тропических циклонов, достигших стадии тропического шторма (более 17 м/с), оказались близкими – 706 в первом наборе и 718 – во втором. С ростом интенсивности в тропическом циклоне различие увеличивается. Количество тропических циклонов, достигших стадии супертайфуна, отличаются весьма существенно – 95 против 13. Различие в оценке определено различными методиками определения максимального ветра в Объединенном центре прогноза тайфунов о. Гуам и Японском метеорологическом агентстве.

В Объединенном центре прогноза тайфунов о. Гуам используется технология оценки текущей и прогностической интенсивности тропических циклонов с использованием спутниковых данных (технология Дворака). Соотношения между минимальным давлением и максимальным ветром, применяемые в Объединенном центре предупреждения о тайфунах, получены в 1977 г. Atkinson and Holliday (1977).

Оценка положения центра определяется достаточно точно (несколько десятков км) при выходе центра на сушу. До 30-40 км определение точности принято считать отличным. Хуже всего местоположение определяется при нахождении ТЦ на ранних стадиях развития. Принято считать, что давление в центре определяется с точность до 5 гПа, максимальный ветер до 5 м/с.

В табл. 17 приведены данные о количестве тропических циклонов, достигших той или иной стадии развития, за период 1957-1999 гг. в северо-западной части Тихого океана (данные 1957 г. и данные о тропических депрессиях – неполные).

Таблица 17.

Количество тропических циклонов северо-западной части Тихого океана по степени интенсивности (давление) за период 1957-1999 гг. (по данным JHS)

Р (гПа)	Месяц												Год
	I	II	III	IY	Y	YI	YII	YIII	IX	X	XI	XII
>1001	1	1	3	1	1	3	10	5	6	7	3	0		41
1000-991	6	1	4	5	10	13	27	41	25	26	30	16		204
990-981	3	0	7	6	5	22	27	49	31	18	13	5		186
980-971	3	1	1	3	9	12	38	41	31	21	12	8		180
970-961	3	1	1	3	5	9	19	26	30	18	2	3		120
960-951	0	0	1	3	3	7	9	25	18	20	6	4		96
950-941	1	1	0	0	3	5	7	19	19	14	8	9		86
940-931	3	0	3	3	2	3	10	10	16	18	14	2		84
930-921	1	0	0	4	2	3	12	9	12	9	13	4		69
920-911	0	0	0	2	2	0	9	11	10	8	6	3		51
910-901	0	0	0	0	1	1	6	3	11	7	10	1		40
900-891	0	0	0	0	0	0	5	3	9	8	6	1		32
890-881	0	0	0	0	1	0	0	1	2	2	1	0		7
880-871	0	0	1	0	0	1	0	0	1	3	1	0		7
 870	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0		1
Итого	21	5	21	30	44	79	179	243	221	180	125	56		1204
Рср.	975	980	977	967	969	974	967	969	959	957	957	966

По данным Японского метеорологического агентства 85.4% тропических циклонов зарождается в сезон тайфунов (июнь-ноябрь). Более половины тропических циклонов северо-западной части Тихого океана (51.0%) достигают давления в центре 970 гПа и глубже, около трети (32.4%) - 950 гПа и глубже (расчет без учета депрессий). Только 4.04% всех тайфунов достигают глубины 900 гПа и менее. По данным Объединенного центра предупреждения о тайфунах США (табл. 2.6 ) эти же показатели соответственно равны - 89.3%, 52.5%, 35.1% и 9.2%.

За период 1963-1999 гг. по данным JMA достигло стадии 30 узлов и более 996 тропических циклонов, по данным JWTC – 1070. По данным Японского метеорологического агентства - 61.7% тропических циклонов достигают максимальной силы ветра 30 м/с (60 узлов) и более, около 17.1% - 50 м/с (100 узлов) и более. Только 1.3% всех тайфунов достигают интенсивности супертайфуна (65 м/с или 130 узлов). По данным Объединенного центра предупреждения о тайфунах США эти же показатели соответственно равны - 64.3%, 29.5% и 13.2%.

Наиболее глубоким тайфуном по данным JHS с 1957 г. по 1999 г. был тропический циклон 7920, достигший 12 октября 1979 г. глубины 870 гПа при ветре 69 м/с (135 узлов), наиболее мощным - тропический циклон 6228, максимальная скорость ветра в котором 13 ноября 1962 г. составляла 79 м/с (155 узлов) при давлении 900 гПа.

По данным же JWTC наиболее мощным был тропический циклон 6118 (классификация ВМО), который 12 сентября 1961 г. достиг максимального ветра 185 узлов (94 м/с), что соответствует давлению в циклоне 850 гПа. Этот же циклон по данным JMA имел глубину 890 гПа (информация о ветре отсутствует).

Интересно отметить, что по данным JWTC в супертайфуне Tip (7920) 12 октября 1970 г. максимальная скорость ветра была 165 узлов (84 м/с).

Количество циклонов, достигших стадии супертайфуна (ветер 130 узлов и более), за весь период наблюдений (1956-1999) по данным JHS – 19 (рис. 36). Последним супертайфуном был тропический циклон 7920, последним тропическим циклоном достигшим глубины 890 гПа и менее был тропический циклон 8422 (875 гПа и максимальный ветер 61 м/с или 120 узлов). В то же время, по данным Объединенного центра прогноза тайфунов о. Гуам отмечен тренд на увеличение супертайфунов с середины 70-х годов (до 7 циклонов в 1991 г.).

ЯМА	ОЦПТ США (о. Гуам)

Рис. 36. Районы достижения максимальной интенсивности супертайфунами по данным Японского метеорологического агентства за период 1956-1999 гг. (19 тайфунов) и по данным Объединенного центра предупреждения о тайфунах США (о. Гуам) за период 1956-1999 гг. (152 тайфуна)

Наибольшие размеры тропические циклоны имеют в октябре, наименьшие – в марте. Средний радиус зоны сильных ветров в эти месяцы, соответственно, почти 300 морских миль (556 км) и 145 (около 270 км).

Почти 2/3 (63.4%) всех тропических циклонов к югу от 44 с.ш., находясь еще в стадии тропического шторма или тайфуна, имеют зону сильных ветров более 200 морских миль (370 км). Более 14% (115 из 808 ТЦ за период с 1969 по 1999 гг.) имеют размеры в моменты максимального своего развития, близкие к размерам самых глубоких внетропических циклонов. Зона сильных ветров (более 15 м/с) у таких ТЦ была больше 400 морских миль (более 740 км), у 5.8% зона сильных ветров превышает 500 морских миль (табл. 2.9).

Половина этих циклонов возникла в последние 10 лет. Наибольшее число таких размеров циклонов было в 1972 г. и 1990 г. - четыре, в 1997 г - пять. У 16 тайфунов зона сильных ветров превышала 500 морских миль (более 925 км). Самым крупным по размерам радиуса зоны сильных ветров был тропический циклон 8928, который 29 октября 1989 г., находясь на 40 с.ш. 158 в.д. еще в стадии тайфуна при глубине 960 гПа и максимальной скорости ветра 36 м/с (70 узлов), имел радиус зоны сильных ветров 800 морских миль или 1482 км, радиус зоны ураганных ветров (более 25 м/с или более 50 узлов) составлял всего 200 морских миль.

В октябре-ноябре максимален размер зоны ураганных ветров – 110-111 морских миль (более 200 км). Минимальные размеры зон ураганных ветров в тропических циклонах в январе-феврале - 64-68 морских миль (около 120 км).

Наибольших размеров радиусы зон ураганных ветров зафиксированы в тропическом циклоне 8422 при глубине 880 гПа и максимальном ветре 61 м/с (120 узлов) и в тропическом циклоне 8305 при глубине ТЦ 920 гПа и максимальной скорости ветра 51 м/с (100 узлов). В обоих циклонах радиусы равны 250 морских миль (463 км), а также в тропическом циклоне 9199 - 280 морских миль (518 км).

Важно заметить, что тропический циклон MIREILLE (9119) таких размеров достиг в пределах Японского моря (43.5 с.ш. и 141.7 в.д. – западной побережье о-во Хоккайдо), находясь в стадии тайфуна. При этом радиус сильных ветров был всего 350 морских миль (648 км). Максимальной интенсивности (925 гПа) тайфун MIREILLE (9119) достиг 24 сентября; скорость ветра вблизи центра в этот момент составила 50 м/с. Его интенсивность оставалась без изменения до точки поворота, которая наблюдалась 26 сентября на 24-26 с.ш. На уровне Н500 тайфун от момента своего зарождения, прослеживался как самостоятельный центр.

Траектории тропических циклонов северо-западной части Тихого океана проходят либо вдоль широтного круга с выходом на юго-восточную Азию, где и затухают, либо по параболической траектории с выходом в умеренные широты или восточного побережья Азии, или западной части Тихого океана.

Из всего числа зародившихся тропических циклонов только 42.3% пересекают 30 с.ш., при этом из числа ТЦ, достигших стадии тропического шторма и выше - 49.7%. Из последних - 77.7% проходят через район течения Куросио.

Рис. 37. Частота по квадратам 5 5 зарождения тайфунов, вышедших на район Куросио за 1957-1997 гг.

На рис. 37 представлена информация о районах зарождения ТЦ за период 1957-1997 гг., вышедших впоследствии на выделенный район в зоне действия течения Куросио.

К рассмотрению привлекались только ТЦ, достигшие стадии тропического шторма и выше (425 ТЦ). Максимум числа выходов обнаруживается в районе действия южного меандра Куросио. Наиболее часто траектории ТЦ проходили через квадрат 25-30 с.ш. 130-135 в.д. (195 ТЦ), несколько менее в район 27-30 с.ш. 135-140 в.д. (164 ТЦ). Наиболее повторяющаяся траектория - параболическая траектория из центра Филиппинского моря с точкой поворота у 30 с.ш. 130 в.д. На выделенный район из общего число 436 ТЦ (1957-1997гг.) в стадии тайфуна вышло 94 тропических циклона, в стадии тропического шторма - 211, а в стадии заполняющейся тропической депрессии - 131 ТЦ.

Максимальное количество тропических циклонов, вышедших на район Куросио 19 (1960), минимальное - 5 (1973) при среднем в год 10.6 ( =3.16). Среднее за год количество ТЦ, вышедших на район Куросио в стадии тайфуна, составляет 2.3 ( = 1.25), максимальное количество - 5 (1965), минимальное - 0 (1967).

Интересно отметить, что в 1967 г. общее количество тропических циклонов, зародившихся в северо-западной части Тихого океана, было близко к абсолютному максимуму (44-1964) и равнялось 41. Среднее за год количество тропических циклонов, вышедших на район Куросио в стадии тропического шторма, составляет 5.1 ( = 2.4), максимальное количество - 11 (1960), минимальное - 1 (1979).

В научных публикациях отмечается, что в последнее десятилетие происходит аномальное усиление тропического циклогенеза и скоростей ветра, обусловленное усилением интенсивности меридионального переноса. Действительно, с 1989 по 1997 гг. ежегодно число зародившихся тропических циклонов, включая тропические депрессии, превышает их среднемноголетнее значение (31.3).

Опасные факторы

Человеческие жертвы (300 тыс. человек погибли в циклоне Бенгальского залива в ноябре 1970 г.) и огромный материальный ущерб (исчисляемый иногда миллиардами американских долларов) связаны чаще всего с наводнениями, вызванными либо приливной волной ТЦ, либо ливневыми осадками и речными паводками (именно такого происхождения потери от тайфунов характерны для Дальнего Востока России). Не так уж редки и случаи возникновения в ТЦ чрезвычайно интенсивных (со скоростями ветра до 500 км/ч) мелкомасштабных (обычно не больше километра в диаметре) атмосферных вихрей – смерчей, или торнадо.

Наиболее опасными для людей и имущества факторами тропического циклона представляются штормовые нагоны и морские волны, ветер, ливни и связанные с ними ливневые паводки (наводнения).

Все эти факторы, вместе взятые, представляют огромную угрозу для человеческой жизни и материальных ценностей (рис. 38).

Рис. 38. Виды возможных убытков от тропических циклонов.

 

Штормовой нагон

Термином “штормовой нагон” обозначают подъем морских вод выше среднего уровня океана, который отмечается при приближении тропического циклона к берегу.

В открытом море низкое атмосферное давление в центре шторма вызывает подъем воды выше уровня окружающей поверхности. При приближении шторма к побережью ветер может нагнать и без того высокую воду к берегу в зависимости от конфигурации последнего. Если это совпадает с высоким лунным приливом, подъем уровня моря над его обычным уровнем может достигать 7 метров и более, что приводит к быстрому затоплению низких участков побережья и представляет большую угрозу для жизни людей и состояния имущества.

Имея в центре низкие значения давления, циклоны обеспечивают также изменения статического уровня поверхности океана. Стоит напомнить, что понижение давления на 1/10 стандартной атмосферы (100 гПа) обеспечивает подъем уровня на 1 м.

Собственно нагон происходит на участке шириной 15— 30 км. Действие ветровых волн и зыби может распространяться на расстояние до 350 км от центра циклона. Совместное воздействие ветра, волн и волновых течений может вызывать размыв берега, в результате чего уничтожаются пляжи и сельскохозяйственные земли, постройки и города. Ущерб не сводится только к этому — и после затопления, при спаде воды, может происходить проседание земли и зданий.

Период высокой воды может длиться примерно от 6 часов до нескольких дней в районах с плохим стоком. При этом может происходить засоление почв, и в результате они становятся непригодными для сельскохозяйственного использования,

Штормовой нагон зависит от целого ряда факторов, таких как рельеф дна, конфигурация береговой линии, а также размер, интенсивность, направление и скорость движения ТЦ. Наиболее высокие нагоны бывают в заливах с широким устьем и резким уменьшением его глубины или ширины. Высота нагона при таких условиях может достигать 2 - 5,5 м, а его продолжительность – от нескольких десятков минут до нескольких суток. Значительные штормовые нагоны, вызванные тайфунами, бывают во многих местах побережья Японии. Так, во время катастрофического нагона высотой в 3,4 м, вызванного тайфуном Вера (1959 г.), затопило город Нагоя, что привело к гибели около 5 тыс. человек (Григоркина и Фукс, 1986).

Наличие низин, выходящих к мелководному побережью, при их затоплении приводило в истории наблюдений за ТЦ и к более тяжелым последствиям. Знаменитый Галвестонский ураган (штат Техас, США) 1900 г. вызвал гибель более 6 тыс. человек. Ураган Камилла 1969 г. вызвал в устье р. Миссисипи штормовую волну высотой более 7 м, погибло более 100 чел. и был причинен ущерб в 1 млрд долларов.

Штормовые нагоны, несомненно, представляют наиболее разрушительный фактор. 12 ноября 1970 г. тропический циклон в северной части Бенгальского залива вызвал 6-метровый подъем уровня моря, совпавший с высоким приливом. В результате этого урагана и возникшего наводнения погибло примерно 300 тыс. человек, и одни лишь потери урожая оцениваются в 63 млн. долл., но эти цифры не отражают всех последствий урагана. Погибло примерно 60% населения, занятого в прибрежной зоне ловом рыбы, уничтожено 65% рыболовецких судов в прибрежном районе, что существенно сказалось на снабжении белковыми продуктами всего района (Frank, Husain, 1971).

В сентябре 1954 г. вследствие сильного штормового нагона, совпадающего с полной водой астрономического прилива, с 23 ч 13 сентября до 19 ч 14 сентября уровень воды в бухте Золотой Рог поднялся на 1 м (Климат Владивостока, 1978). Ущерб не зафиксирован.

Наиболее просто (и практически с достаточной точностью и обеспеченностью) можно подсчитать высоту подъема уровня по следующим эмпирическим формулам

h_max = 0,867 (1005 - P₀)^0.618 или

h_max = 0,154 (1019 - P₀ )

где P₀ - давление в центре циклона.

Изменение коэффициента в уравнениях может быть связано с формой береговой черты и конфигурацией дна. Действие штормового нагона значительно усугубляется тем, что на нем, как на первичной волне развиваются вторичные волны - ветровые и проходит зыбь из других районов, где тайфун был ранее. Волны зыби и ветровые волны, величина которых обычно недостаточна для преодоления волнозащитных стенок и волноломов, с помощью штормового нагона легко преодолевают эти препятствия и волны врываются в бухты и порты-убежища. Вместе с ветров они создают чрезвычайно опасные условия для находящихся здесь судов.

 

Дожди

Интенсивность осадков в тайфунах может превышать 1000 мм/сут. На Дальнем Востоке России при выходе тайфуна иногда выпадает дождей до 200 - 350 мм/сут. Осадки распределяются крайне неравномерно как по пространству, так и по времени. В среднем интенсивность осадков в развитом тайфуне в области радиусом до 200 км составляет 80 - 100 мм/сут.

Иногда во время тропического циклона может выпасть до 2500 мм осадков или ни капли, но довольно обычна величина 500 мм. Результатом выпадения большого количества осадков являются наводнения, особенно когда ураган пересекает горную местность. Так было, например, во время урагана “Камилла” в 1969 г., когда .в течение 5 часов на уже насыщенную влагой почву выпало 790 мм осадков (U. S. Department of Agriculture, 1970).

Режим осадков, вызываемых тайфунами на Дальнем Востоке

Наибольший ущерб, приносимый тайфунами на РДВ, связан именно с обильными осадками, являющимися причиной сильных, порой катастрофических наводнений.

Под очень сильными дождями в метеорологии понимаются дожди с количеством осадков 50 мм и более за 12 ч и менее, выпадающие одновременно на площади, охватывающей 30% и более рассматриваемой территории (Пинскер, 1986). Очень сильные дожди, подпадающие под категорию особо опасных явлений (ООЯ), отмечаются, если говорить о Приморском крае, только с июля по октябрь с максимумом в августе (54,6%). В 90% случаев при этом причиной выпадения являются тайфуны, выходящие на само Приморье или север Японского моря (в октябре – южные циклоны).

При выходе тайфунов количество выпадающих осадков колеблется в больших пределах: от 50 до 197 мм за 12 ч (Пинскер, 1986). В отдельных случаях близ Владивостока осадки достигали 150 - 300 мм за одни - двое суток. Интенсивность ливней может в августе - октябре доходить до 2,0 - 2,4 мм/мин и более (Климат Владивостока, 1978). Доля тайфунных дождей здесь наибольшая в августе и сентябре (41 - 51%) и в июле (34 - 35%). На 1990 г. приходится абсолютный суточный максимум – 13 июля в период выхода тайфуна Робин во Владивостоке выпало 247.2 мм осадков, или 30% годовой нормы (19,2% всего количества осадков за этот год) (Тунеголовец и Федорей,1997). По другой статистике, тропические циклоны, выходящие на Приморский край, вызывают сильные дожди в 76% случаев. Наиболее часто (84%) такие дожди выпадают на побережье, реже – в центральных районах края (64%). Повсеместное выпадение сильных осадков в крае связано только с тайфунами, смещающимися в глубь территории Дальнего Востока. Классическими примерами такого смещения являются выход тайфуна Ирвинг 14 - 18 августа 1979 г. и тайфуна Орчид 11 - 13 сентября 1980 г. Когда тайфуны движутся над акваторией Японского моря, обильные дожди обычно выпадают только на побережье, в то время как на остальной территории края в это время отмечается погода без осадков (Тунеголовец, 1997).

На о. Сахалин, при ветрах ураганной силы (до 50 м/с), сильные ливневые дожди могут наблюдаться над всей территорией. Так, значительные дожди, связанные с выходом тайфуна Тип (1979), продолжались здесь более двух суток (19 - 21 октября). Наибольшее зарегистрированное количество осадков составило 197 мм.

Во многих случаях тайфуны, находясь на достаточном удалении от берегов, оказывают косвенное влияние на обострение фронтальных разделов, увлажнение воздушных масс, что проявляется в необычно сильных ливневых дождях с грозами, градом и шквальным ветром. Именно таким было воздействие тайфуна Мелисса 17 - 21 сентября 1994 г. Только во Владивостоке в первые четыре дня выпало 188 мм осадков, ежедневно превышая 30 мм/сут (Тунеголовец, 1997).

Дожди в Приморье начинаются еще до подхода тайфуна к полярному фронту; наибольшей интенсивности они достигают, когда тайфун выходит к берегам Приморья.

Обострение полярного фронта и муссонные факторы (часто – в комплексе) относятся к наиболее часто встречающимся типам процессов, обуславливающих сильные дожди в Приморье. Другие, более редкие типы включают взаимодействие трансформирующихся тайфунов с холодными высотными мезовихрями или непосредственное воздействие еще нетрансформированных тайфунов на Приморский край (Тунеголовец, 1997б).

Теперь – коротко о наводнениях, вызываемых сильными осадками в дальневосточных тайфунах. К наводнениям в Приморском крае приводят паводки на реках его юго-восточной и центральной частей и, прежде всего, стекающих с гор хр. Сихотэ-Алинь.

Так, в сентябре 1994 г. под влиянием расположенного неподалеку тайфуна Мелисса паводок достиг величин, наблюдающихся один раз в 20 - 50 лет; подъем уровня на реке Партизанской составил около 7 м (Митник и др., 1997). Основной ущерб от катастрофического наводнения охватил 5 районов, а также города Находка и Партизанск.

На о. Сахалин наводнения, вызванные выпадением дождей тайфунного происхождения, отмечаются, в основном, в южной части острова. При выходе 17 октября 1970 г. ТЦ Джорджия наводнение, помимо южных районов, охватило юг центральной части острова и также носило катастрофический характер. Величина подъема уровня на отдельных реках составила 1 - 5 м, юго-восточные ветры создали подпор воды в устьях рек, что еще более обострило обстановку. Высота воды на пойме достигла 0,5 - 1,0 м, а в отдельных местах доходила до 2,5 м (Тунеголовец, 1997а).

Имеется опыт мониторинга наводнений в Приморье по спутниковым данным (Митник и др., 1997). Ценность спутниковой информации при этом резко возрастает при уменьшающемся количестве гидрометеорологических станций и постов, не обеспечивающих получение площадных характеристик достаточной точности. Особенную ценность представляет мониторинг в СВЧ-диапазоне, где облачность и осадки являются полупрозрачной средой, и поэтому реализуется возможность зондирования подстилающей поверхности независимо от облачности. Насколько это важно, видно из того, что, например, во время наводнения 1994 г. (см. выше) район затопления только в 10 - 15 % всех случаев съемки в видимом и ИК-диапазонах был свободен от облаков. Понимание необходимости оперативного распространения различных спутниковых данных, обеспечивающих мониторинг наводнений, привело к разработке новых технологий, использующих сеть Internet (Митник и др., 1997).

 

Ветер

Скорость ветра в тропическом циклоне при выходе их на сушу может достигать свыше 250 км/ч, вызывая гибель людей и телесные повреждения от рушащихся строений и переносимых по воздуху предметов, разрушая дома, коммуникации, уничтожая растительность. Иногда урагану сопутствуют торнадо. Внезапные сильные порывы ветра могут быть особенно опасны, потому что возникают неравномерные давления с разных сторон постройки, что может привести к ее обрушению. Сильные порывы ветра могут вызвать колебания высотного сооружения, например радиобашни, и привести к его разрушению.

Максимальная скорость ветра в тропическом циклоне V_max при развитии над океанами может достигать свыше 100 м/с в Атлантике, и около 90 м/с в Тихом океане.

Для быстрого расчета максимальной приводной скорости ветра (v_m, м/с) по известному давлению в центре тайфуна (p_o, гПа) используются формулы:

v_max = 0,125 (1040 - p_o)^4/3 (Похил, 1985) или

v_max = 3,45 (1010 - p_o)^0.644 (Atkinson and Holliday, 1977) или

v_max = 3,40 (1010 - p_o)^0.648 (Dvorak, 1984) или

v_max = 4,89 (1010 - p_o)^0.577 (Fujita, 1971)

 

Во многих тайфунах ветер почти симметричен относительно оси вращения, по крайней мере, на первой стадии развития и по крайней мере в радиусе 300-400 км. Радиальное изменение V_r можно определять по эмпирическим формулам

V_r = V_max (r_max/r) ^æ

где: æ для r > r_max меняется от ½ до 1.0.

Или v_Θ = 3 v_max (r/r₀)/(2+(r/r₀)³)

где значение v_max – максимальной скорости ветра в тайфуне и r_o – расстояния от центра тайфуна, соответствующего v_max.

В настоящее время в Японском метеорологическом агентстве прогноз ветра в тайфуне на различные сроки заблаговременности (рис. 39).

Усиление ветра (более 15 м/с) при выходе тайфуна на побережье может быть весьма значительным. Это отчасти связано с тем, что при подходе к побережью интенсивность ветра возрастает за счет орографических и мысовых эффектов. В прибрежной зоне Приморского края в 36,8 % случаев выхода ТЦ на побережье ветер достигает ураганной силы (с порывами до 40 м/с). Так, в тайфуне Ирвинг (1979) в этой ситуации ветер достигал 34 м/с, а в порывах даже превосходил 40 м/с (при давлении в центре 975 гПа) (Тунеголовец, 1997а).

Рис. 39. Прогноз ветра на 3.07 12 СГВ тайфуна Утор от Японского метеорологического агентства. (Обозначения: большое перо у стрелки обозначает 5 м/с, маленькое – 2.4 м/с, треугольник – 25 м/с, стрелка указывает направление откуда дует ветер.). Прогноз дан с суточной заблаговременностью.

Вероятность оказаться под воздействием сильных (более 15 м/с) или ураганных (более 25 м/с) ветров тайфунного происхождения зависит от времени года и местонахождения судна (Приложение 2). Наибольший риск (повторяемость) характерен летних месяцев при плавании и работах в северной части Филиппинского моря (рис. 40). Изменчивость количества тайфунов от года к году, как было показано, весьма существенна. Максимальное количество тайфунов было отмечено в 1967 г. (44), минимальное – в 1998 (21). По этой причине вероятность встречи сильных или ураганных ветров тайфунного происхождения оказывается также крайне изменчива.

Рис. 40. Средний и максимальный риск (х10^-2) встречи сильных ветров (>15 м/с) в сентябре.

Максимально возможная вероятность (риск) оказаться под воздействием сильных или ураганных ветров тайфунного происхождения в 2-3 раза превышает средние значения (рис. 40). В августе-октябре в некоторых районах северной части Филиппинского моря до 50% времени работ в течение месяца может оказаться в условиях сильного ветра и до 30% - в условиях ураганных ветров (Тунеголовец, 2001).

 

Волнение

О волнении в зоне урагана до сих пор имеются наиболее редкие и разноречивые сведения. Попутные судовые наблюдения являются почти уникальными, так как суда стараются по возможности избежать ураган, разойтись с ним. Даже в случаях встречи судна с ураганом измерения высоты волн производится очень редко и неточно.

На рис. 41 изображена картина волнения коря, когда в тайфун попала эскадра японских военных кораблей (Arakawa H., Suda, 1953). Высота волн указана в м.

Рис. 41 Волны в тайфуне 25 сентября 1935 г.

Ветровое волнение, вызываемое тайфунами, имеет самый широкий спектр: от коротких гравитационных волн, вызванных местным ветровым режимом (рябь высотой в несколько мм), до волн длиной в несколько десятков метров. Режим волнения зависит от скорости ветра и допустимой степени разгона волн. Для состояния атмосферы в области тайфуна характерны быстрые и резкие изменения скорости ветра, что приводит к сложным интерферирующим системам ветрового волнения и зыби (о ней чуть ниже). Высота ветровых волн в глубоких тайфунах может достигать 10 - 15 м, а максимальные значения превышают 20 м (Григоркина и Фукс, 1986; Global guide ... , 1993).

Один из вариантов диагностики состояния океана в штормовых зонах возможен по определенным облачным структурам, обнаруживаемым на основе спутниковой информации. Дело в том, что взаимодействие океана и атмосферы в различных условиях сопровождается процессами, приводящими к образованию облачности, либо тормозящими ее развитие (Похил, 1983). В указанной работе рассматривается взаимосвязь эволюции полей облачности и полей волнения при перемещении ТЦ. Получен также упрощенный метод расчета ветра и волнения в центральной зоне шторма, сопровождающих ТЦ. Предлагаемый метод (Похил, 1985) основан на расчете по номограмме, содержащей графики:

• зависимости скорости ветра в центре штормовой зоны от давления в центре ТЦ;

• зависимости так называемых “значительных высот” волн вблизи центра штормовой зоны от скорости ветра в ней;

• зависимости значительных высот волн вблизи центра штормовой зоны от давления в центре ТЦ.

Ниже представлена также эмпирическая формула для расчета значительной высоты волны (h, м) по скорости ветра вблизи центра штормовой зоны (Похил, 1985):

h = 0,58 v_m^3/4.

Изучение траекторий и развития тайфунов Филлис и Тед (август 1981 г.), соответствующих им зон штормового волнения, а также сопоставление их со спутниковой информацией по облачности (ТВ и ИК-снимки) позволяют заключить, что анализ динамики облачных структур является возможным методом диагностики состояния подстилающей поверхности в зонах жестоких штормов. При этом получено (Похил, 1985), что при малой скорости перемещения центра циклона (10 - 20 км/ч) в открытом океане зона максимального волнения близка к центру циклона и находится на расстоянии 50 - 150 км от него. При увеличении скорости продвижения ТЦ зона штормового волнения отстает от его центра и смещается в правую тыловую часть относительно направления движения ТЦ. При регенерации ТЦ на атмосферном фронте скорость его перемещения увеличивается до 40 км/ч и более. Ускорение перемещения ТЦ происходит обычно на 35 - 38 с.ш. При выходе ТЦ на побережье или острова зона максимального волнения отстает от центра циклона и сдвигается в его тыловую часть.

По мере того как ветровые волны распространяются в океанические области, далекие от места их зарождения, т.е. от области штормового волнения, они постепенно превращаются в зыбь (swell). Волны зыби – это гравитационные волны, обладающие скоростью 40 - 80 км/ч, не связанной со скоростью преобладающих ветров в достигнутой ими зоне океана и значительно превышающей скорость перемещения самого тайфуна. Так, зыбь, которая распространяется от тайфуна, приближающегося к Японии, обычно опережает сам тайфун на 700 - 1500 км и выходит на побережье на несколько часов раньше него. Поэтому крупная зыбь иногда является как бы предвестником тайфуна и может служить признаком его существования в удаленном от наблюдения районе.

Волны зыби обычно на протяжении сотен миль довольно слабо затухают по высоте, которая может доходить до 3 - 6 м, а иногда и до 10 - 15 м. При этом известны случаи, когда зыбь отмечалась на еще больших (чем приведено выше) расстояниях от центра тайфуна, вплоть до 2000 -3000 км. Периоды зыби во время сильных тайфунов могут доходить до 15 с. Высокая зыбь от тайфунов на отдельных участках побережья, обращенных к открытому морю, создает сильнейший прибой, разрушающий берега и гидротехнические сооружения. На защиту берегов от таких волн государствами северо-западной части Тихого океана тратятся огромные средства (Григоркина и Фукс, 1986).

Еще в 1920 г. Клайн (по В.М. Лившицу, 1969) высказал мысль, что высочайшие волны урагана и зыбь возникают в правой тыловой четверти урагана и лишь затем проходят через небольшие волны передовых частей урагана, сохраняя направление движения времени образования.

Наблюдения показывают, что направление зыби отклоняется вправо от направления ветра. Наибольшее среднее отклонение в девой тыловой четверти, наименьшее в правой тыловой. Во фронтальных четвертях отклонения промежуточные между тыловыми. Это относится к случаю движущегося шторма. Стационированный шторм обладает почти симметричной картиной ветра и волн.

Аракава (1954) нашел, что в ограниченной районе правой тыловой четверти направление зыби отклоняется не вправо, а влево от направления ветра, и что именно здесь путем взаимодействия зыби и ветровых волн возникают так называемые пирамидальные волны.

Так как при движении шторма усиливается ветер в правой его половине и увеличивается время его действия на волны, а также длина пути, на котором образовавшиеся волны продолжают получать энергию от ветра .(разгон), картина волнения в урагане становится очень несимметричной. Умение правильно учесть этот факт может оказать неоценимую помощь судну, попавшему в ураган. По степени опасности обычно на первом месте стоит правая тыловая четверть урагана, затем правая фронтальная, левая фронтальная и левая тыловая. Эта схема не относится к моментам поворота или быстрого изменения скорости.

Прогноз волнения на 3.07 00 СГВ тайфуна Утор

Фактическое волнение 3.07 00 СГВ в тайфуне Утор

Рис. 42. Прогностические и фактические данные о волнении в тайфуне Утор от Японского метеорологического агентства.

На рис. 42 приведены прогностические и фактические данные о волнении в тайфуне Утор от Японского метеорологического агентства. Скорость перемещения тропического циклона составляла 15-20 узлов. Отчетливо видна несимметричность распределения волнения в правой относительно движения части тайфуна. Максимальное волнение в циклоне превышает 8 м. При этом тропический циклон имел глубину 980 гПа и максимальную скорость ветра 50 узлов. Размеры зоны сильных ветров достигали 450 морских миль, а ураганных ветров – 50 миль.

Не следует считать, что зона возможной встречи с ураганами узкой полосой проходит через тропические и субтропические области океана. Многие мощные ураганы уходят довольно далеко в высокие широты, прежде чем начинают ослабевать.

К приведенным данным о волнении в тропическом циклоне (ураган, тайфун) необходимо добавить следующее (Лившиц, 1969).

Уменьшение скорости ветра в глазе циклона не всегда означает уменьшение волнения. Состояние поверхности моря здесь меньше связано с характером ветра, а больше зависит от скорости движения самого циклона и волн. Наибольшее волнение возникает при совпадении или приближении скорости циклона и скорости волн. В циклоне малой скорости или стационарном волнении меньше, но в глазе такое же, как и в области сильного ветра. При очень большой скорости тайфуна или урагана волнение в его “глазе” отбудет сравнительно невелико.

При приближении к атмосферному фронту очень высокие волны возникают не только в центральной части циклона, трансформирующегося во внетропический шторм, но и вблизи фронта. Зыбь распространяется обычно со скоростью 20-30 узлов и при меньшей скорости циклона может уйти далеко вперед от него. По высоте зыби можно приближенно судить о мощности и отдаленности шторма, например, по формуле

 

Н зыби = 0,67 ((1013-Ро)/г)^0.5

где Ро - давление в центре циклона, r - расстояние от центра циклона.

Скорость зыби определяется через V = 3,5 t. где t - период в секундах V - скорость в узлах.

Согласно расчетам академика В.В. Шулейкина (1960, 1975) в Атлантическом океане при скорости ветра, возрастающей в течение 5 часов от 0 до 60м/с волны 5%-ной обеспеченности имеют следующие значения: высота - 12,6 м, длина - 230 м, период - 12,1 сек, фазовая скорость 19 м/сек. Аналогичный расчет проведен для волн тайфуна в Южно-Китайском море (Тайванский пролив). Для моря глубиной 60 м при максимальной скорости ветра 40 м/о за 35 ч развиваются волны высотой 9 м, длиной 160 м, периодом 10 сек. В работе В.В. Шулейкин произвел также расчет затухающего волнения под действием встречного ветра. По расчету, за 4 часа при встречном ветре, ослабевающем от 60 до 10 м/о, высота волн уменьшается с 13 до 2 м.

Это указывает на возможность полного гашения зыби встречным ветром. Такое явление действительно было замечено судном "Ван Вервик" в Индийском океане. При прохождении судна по периферии урагана наблюдалось внезапное временное прекращение зыби.

Ущерб от тропических циклонов

От примерно 80 тропических циклонов, ежегодно появляющихся в различных бассейнах Мирового океана, в той или иной мере потенциально могут пострадать около 50 стран, а сумма годового ущерба, по оценкам (Southern, 1979), составляет 6 - 10 млрд долларов США. Совместное действие перечисленных выше факторов приводит к необычайно широкому спектру воздействия ТЦ на самые различные природные и созданные человеком структуры.

Согласно статистике, опубликованной ВМО (Global perspectives ... , 1995), за период 1947 - 1980 гг. во всем мире от тропических циклонов погибло почти 500 тыс. человек, что выводит их на первое место среди десяти наиболее опасных стихийных бедствий. При этом, помимо жителей прибрежных районов, в случае если ТЦ медленно движется в глубь суши, продолжая вызывать обильные дожди, немалый ущерб падает и на территории, весьма удаленные от берега. Оценки материального ущерба, произведенные Комитетом ЭСКАТО/ВМО по тайфунам, говорят о том, что в странах побережья западной части Тихого океана экономические потери от тайфунов ежегодно превышают 4 млрд. долларов США. За период с 1985 по 1988 гг. 52 тайфуна из 59, вышедших здесь на побережье, вызвали значительный ущерб. В августе 1975 г. тайфун Нина, вышедший на побережье Китая, и “застрявший” над провинцией Фуцзянь, вызвал рекордные дожди (1062 мм за сутки и 1605 мм за трое суток). В провинции Хэнань были разрушены два крупных водохранилища и смыты железнодорожные пути (Global perspectives ... , 1995). Впечатляющие цифры жертв и ущерба для циклонов Бенгальского залива были приведены ранее.

В литературе часто приводится диаграмма, показывающая число жертв и материальный ущерб по пятилетиям от тропических циклонов в США за период 1900 - 1969 гг. (см., например, (Ситников, 1975; Уайт, 1978; WMO, 1979)). Нетрудно заметить, что число человеческих жертв за последние десятилетия значительно сократилось. Это, бесспорно, связано с усовершенствованием системы наблюдений, анализа и прогноза ураганов, что позволило своевременно предупреждать население и эвакуировать людей из прибрежных зон. Однако, экономические потери за последние 30 лет в США, вызванные действием ураганов, значительно возросли. Так, в начале 1980-х гг. эти потери в среднем составляли 1 млрд долларов США в год, что в пять раз превышает ежегодную сумму потерь в 1950-х гг. Это обстоятельство, прежде всего, вызвано небывалым ростом населения и промышленности в береговых зонах, несмотря на наличие в этой стране специальных строительных кодексов, запрещающих (или ограничивающих) возведение зданий и прочих промышленных сооружений в районах, подверженных действию ураганов.

Самый “дорогой” в истории США ураган Эндрю (Andrew), вышедший в конце августа 1992 г. на юг Флориды и штат Луизиана, принес убытков на 27 млрд. долларов. Whitehead and Elsner (1999) выражают озабоченность, что ущерб от ураганов такого порядка может стать нормой по мере вхождения в XXI век. Число жертв при этом было относительно невелико: несколько десятков человек.

Практически вся территория Японии подвержена влиянию тайфунов. Среди других стихийных бедствий по статистике ущерба тайфуны в этой стране занимают первое место, оставляя позади ливневые дожди на т. наз. фронте бай-ю и вызываемый ими разлив горных рек; землетрясения, вулканическую деятельность и цунами; оползни, заморозки и снегопады и пр. Согласно (Накано и др., 1978), число жертв от тайфунов за период с 1946 по 1970 гг. составило около 14 тыс. чел., от ливневых осадков – несколько более 7 тыс., от землетрясений – около 5,5 тыс., от извержения вулканов – 12 чел. Тайфуны в Японии приурочены к сезону с июня по октябрь, при наибольшей повторяемости в августе (выход на Дальний Восток России происходит с июля по сентябрь).

Заслуживает самого пристального внимания та скрупулезность, с которой японцы изучают причины и характер бедствий, связанных с тайфунами, анализируют размеры и распределение ущерба по территории страны, классифицируют ущерб от ветра и наводнений при тайфунах. Особенно интересен анализ социальной стороны стихийных бедствий, в т.ч. тайфунов, показывающий, как и почему от этих бедствий, прежде всего, страдают беднейшие слои населения, селящиеся поневоле в утлых постройках на окраинах больших портовых городов. Может оказаться весьма полезным и в наших условиях (несмотря на множество различий) тщательный анализ ответственности государства за мероприятия, связанные со стихийными бедствиями: например, злоупотребления при постройке дамб, неприятия должных мер при наступлении бедствия, волокита, медлительность в оказании помощи пострадавшим (Идет тайфун, 1953).

Цифры по потерям от тайфунов на российском Дальнем Востоке в печати очень немногочисленны. В то же время, согласно В.П. Тунеголовцу (1997б), экономический ущерб от воздействия одного тайфуна на Приморский край может достигать 300 млн долл. США (наводнение в сентябре 1994 г., вызванное воздействием ТЦ Мелисса) и приносить человеческие жертвы.

Частые разрушительные наводнения являются главным из природных факторов, ограничивающих социально-экономическое развитие Приморского края. Они формируются в условиях преимущественно горной территории с муссонным климатом, наиболее сильные из них связаны как раз с выходом тайфунов. Катастрофические паводки (наводнения), обеспеченностью 1 - 3% (т.е. случающиеся 1 - 3 раза из 100 случаев всех паводков) вызывают длительное затопление населенных пунктов и сельхозугодий на большую глубину, максимальные зарегистрированные ущербы от них сравнимы с годовым бюджетом края (Тунеголовец, 1997б).

Основные характеристики систем оповещения и предупреждения о тропических циклонах

Ввиду значительного ущерба, причиняемого тропическими циклонами, в странах, подверженных их влиянию, возникает естественная необходимость в организации служб оповещения и предупреждения о надвигающейся опасности. В соответствии с данными ВМО, своевременное предупреждение о СГЯ способно обеспечить до 10% сокращения ущерба. Конечно, непреложным элементом любой такой службы является метеорологический прогноз, прежде всего, перемещения ТЦ и выхода его на сушу, а также основных параметров шторма: минимального давления в его центре, максимальных ветров и их распределения по различным секторам циклона, режима осадков, высот и локализации штормового нагона и пр. Однако понятие службы предупреждения о ТЦ вбирает в себя множество и других звеньев, ориентированных на распространение предупреждений (например, через средства массовой информации – СМИ) и оптимальную реакцию населения на них (WMO, 1982). Схема процесса предупреждения о тропическом циклоне представлена на рис. 3.22, взятом из (Global guide ... , 1993). В этом подразделе мы коснемся, в основном, элементов этой схемы, изображенных в трех правых столбцах. (Об истории создания служб предупреждения см. (Ситников, 1975)).

Подготовка и выпуск предупреждений

Метеорологи обычно стремятся определить угрожаемый участок побережья, место ожидаемого максимального штормового нагона, районы ливневых дождей и наводнений, а также признаки сопровождающих некоторые ТЦ торнадо (смерчей), по меньшей мере, за 36 - 48 ч до выхода циклона на берег. Однако, чтобы проинформировать органы (службы), отвечающие за действия при чрезвычайных обстоятельствах (в т.ч. на промышленных предприятиях, где для принятия превентивных мер требуется иногда значительное время), заблаговременный сигнал тревоги в связи с потенциальной угрозой (Early Alert) выпускается иногда даже за 48 ч. Этим сигналом СМИ и ответственные лица просто информируются о том, что в океане сравнительно недалеко от предупреждаемого района сформировался тропический циклон. При этом никаких прогнозов о возможности возникновения опасных условий пока не дается. “Тональность” сигнала – спокойная, подается он обычно один или два раза в сутки с целью возбудить интерес к событию, которое может произойти, и создать своеобразный “климат ожидания” при переходе к следующей фазе развития события. Целенаправленная информация специального содержания может быть передана находящимся в море рыболовным судам и на буровые вышки (Global guide ... , 1993). (Здесь и ниже, в основном, цитируется гл. 7 этого сборника, подготовленная R.L.Southern).

Следующей фазой (если до нее дойдет дело) является выпуск штормового оповещения о ТЦ (Cyclone Watch) с заблаговременностью 36 - 48 ч до ожидаемого выхода ТЦ на сушу. Его цель – поставить население в известность о возрастающей угрозе, по-прежнему, без выдачи прогнозов о конкретной опасности для тех или иных участков береговой зоны. Частота оповещений становится выше, чем во время предыдущей фазы, а именно каждые 6 ч, но их характер все еще остается довольно общим, например, указывается возможность выхода циклона на протяженную часть берега, заведомо большую по размерам, чем типичный для ТЦ сектор ветров штормовой интенсивности. Предполагается, что на этой фазе возможно начало реализации общественных, весьма дорогостоящих действий по обеспечению безопасности, таких как учреждение центров по организации чрезвычайных мер и развертыванию соответствующих средств и ресурсов (Global guide ... , 1993).

За 24 ч до ожидаемого выхода ТЦ на берег выпускается, собственно, штормовое предупреждение (Cyclone Warning). В нем обычно очерчиваются береговая зона протяженностью 600 - 800 км (в зависимости от размеров самого циклона), где прогнозируются ветры разрушительной силы, а также две 200-км зоны по обе стороны от “эпицентра”, на которые распространяется пока еще просто штормовое оповещение (см. выше). Общая стратегия предупреждения состоит в том, чтобы обозначить участки между крупными населенными пунктами, которые могут подвергнуться опасности. Эта фаза является ключевой во всей системе предупреждений и должна сопровождаться проведением целого ряда дорогостоящих операций со стороны заинтересованных организаций. Соответствующие центры начинают работать на круглосуточной основе для осуществления срочных мер, которые часто включают эвакуацию населения из наиболее опасных районов и закрытие целого ряда промышленных предприятий. Такие предупреждения даются уже каждые 3 ч, а через СМИ могут передаваться ежечасные короткие сообщения. По мере приближения ТЦ к берегу выпускается более конкретная, чем ранее, информация о его разрушительной силе, а также общее предупреждение об ожидаемых зонах максимального штормового нагона (Global guide ... , 1993).

Вслед за этим наступает фаза, называемая иногда в литературе (Global guide ... , 1993) “фазой неизбежного выхода” ТЦ на сушу. Штормовые ветры, сопровождаемые обильными осадками, сильным волнением на море и растущими по высоте приливами, в данной, сравнительно узкой, береговой полосе уже начинаются, и людям следует находиться в укрытиях в ожидании выхода ТЦ на сушу в пределах 6 - 8 ч. Специальные бригады по действиям в чрезвычайных обстоятельствах проверяют, находятся ли люди в безопасности. Радио- и телевизионные передачи передают конкретизированную информацию о наиболее подверженных действию шторма участках. Точка выхода циклона на сушу должна на этой фазе быть определена с точностью 50 - 100 км. Может начаться выпуск предупреждений для береговых водосборных площадей и речных бассейнов. Прогностические сводки имеют теперь заблаговременность 3 - 6 ч (“nowcasting”). Поскольку траектория и структура циклона перед выходом на сушу может неожиданно измениться, некоторые специалисты (Simpson, 1971) рекомендуют выпускать “предупреждения последней минуты”, ориентирующие население на “курс наименьшего сожаления” (course of least regret), т.е. на более вероятный удар ТЦ по крупному городу или другому объекту, где последствия могут быть максимальные (если этого не произойдет, тем лучше!).

Предупреждения об уже вышедшем на сушу ТЦ должны продолжаться с 3-ч интервалом вплоть до момента около 12 ч после его вторжения на берег. Акцент полностью переносится на сведения о внезапном выходе рек из берегов, наводнениях и, при необходимости, о сопутствующих торнадо (Global guide ... , 1993).

Распространение предупреждений

В любой системе предупреждений важным является по сути каждое его звено. Как только предупреждение подготовлено соответствующим метеорологическим центром (по регламенту, описанному выше), существенным становится его быстрое распространение по различным каналам связи и передача по СМИ. Во многом методы “доставки” предупреждений потребителю зависят от инфраструктуры коммуникаций в той или иной стране. Однако, в любом случае технология выпуска предупреждений, интерфейса “автоматизированное рабочее место синоптика – коммуникации” играет существенную роль. Как и в прежние годы, продолжает оставаться актуальным распространение предупреждений по телефону. Радиотрансляции предупреждений также по-прежнему широко практикуются и весьма эффективны, во многом потому, что они способны достигать удаленных районов, где нет телевидения, а также из-за их дешевизны. Тем не менее, более чем в 70% стран (Global guide ... , 1993) для передачи предупреждений чаще всего используется телевидение. Рекомендуются четыре способа получения телевизионной информации этого типа: 1) непосредственные сообщения об опасности надвигающегося циклона в передачах новостей; 2) “бегущая полоса” с наиболее свежими деталями предупреждений в нижней части экрана; 3) графическое представление последних новостей о циклоне (включая использование его радиолокационных или спутниковых изображений); 4) интервью с синоптиком-прогнозистом.

Здесь вступает в силу поведенческий фактор взаимодействия телевизионной (или радио-) аудитории со СМИ, определенный характером подачи новостей об угрозе ТЦ. Люди будут реагировать на предупреждение только в том случае, если они верят в правдивость информации. Поэтому от опыта ведущего эту тему на радио или ТВ зависит очень многое. Кроме перечисленных выше рекомендаций, убеждающим для зрителя ТВ будет, к примеру, показ центра метеорологических прогнозов и предупреждений в действии. Представители СМИ должны в период надвигающегося ТЦ иметь прямой доступ в такие центры (что широко принято, например, в США, в Национальном центре по ураганам в Майами). Помимо всего сказанного, большую роль играют профессиональная подготовка специалистов всех профилей и традиции каждой индивидуальной страны (Global guide..., 1993).

Реакция общества на предупреждения

Эффективность любой системы предупреждений определяется не только тем, насколько грамотно и своевременно подготовлены и распространены штормовые предупреждения, но и реакцией общества на них. Можно, конечно, предположить, что предупреждение не исказится при передаче, что терпящие бедствие поймут его так, как того хотели лица, выпускающие предупреждения, что пострадавшие сами знают, как лучше поступать по получении предупреждения, и что его получат все жители. Все эти условия, однако, выполняются редко. Так, в США системы оповещения об ураганах достаточно совершенны, и в среднем 1,9 млн жителей получают штормовые предупреждения. Однако, например, во время урагана Камилла (1969), несмотря на многократные предупреждения, полученные жителями побережья в районе штата Миссисипи, многие из них не прибегли к эвакуации, недооценив сокрушительность этого урагана (Стихийные бедствия ... , 1978).

Единая система предупреждений и реакции на них со стороны общества состоит, таким образом, из нескольких связанных между собой компонент, каждая из которых должна работать эффективно и дополнять другие компоненты. Даже от самых совершенных предупреждений будет мало пользы, если отклик на них минимален. Мерой оценки общей эффективности комбинированной системы (“предупреждение плюс реакция на него”) может служить график, представленный R.L.Southern, см. (Global guide ... , 1993). Здесь каждый из факторов, отложенных по осям абсцисс и ординат, имеет градации от 1 до 10 (“прогресс” обозначен стрелками). Оценка эффективности (в процентах), понимаемой как минимизация ущерба и человеческих жертв, производится путем умножения степени вклада от предупреждения в этой шкале на степень реакции общества (также в шкале 1 - 10). Так, превосходное предупреждение с эффективностью “9” (90%), сопровождаемое неадекватной реакцией общества с оценкой “1”, т.е. 10%, будет иметь результатом 9 x 1 = 9% общей эффективности всей системы. В высшей степени удовлетворительный результат будет лишь тогда, когда каждый из двух факторов наберет оценку “9”, что даст 81% общей эффективности.

Реакция на штормовое предупреждение во многом зависит от того, в каких терминах, каким языком оно дано. Так, те, кто составляет прогноз ТЦ (а от него сильно зависит и степень “серьезности” самого предупреждения), часто обладают тенденцией переоценивать качество своего прогноза, что в результате выражается в “точном” предсказании точки выхода ТЦ на побережье, когда до этого выхода остается еще несколько дней. Ни в коем случае предупреждения не должны основываться на таких “сверхдоверительных” прогнозах. Вслед за ними обычно появляются существенные поправки, а в итоге у населения происходит путаница в умах, что может привести к трагическим последствиям. Поэтому предпочтение заведомо следует отдавать прогнозам, в которые введены вероятностные характеристики (по крайней мере, пока циклон находится еще довольно далеко от берега). Примером таких вероятностных прогнозов служат методики, основывающиеся на “эллипсах рассеивания” (probability ellipses).

Еще одна забота со стороны метеорологов, которая может повлиять на публичную реакцию, заключается в том, чтобы предусмотреть разного рода необычные ситуации в поведении ТЦ. “Ожидайте необычного, это нормально”, – так называется один из разделов главы о штормовых предупреждениях в (Global guide ... , 1993). О подобных неожиданностях население всегда следует проинформировать заранее: люди должны отдавать себе отчет в том, что известная неопределенность в предупреждениях иногда напрямую связана с труднопредсказуемым поведением ТЦ.

Публичная реакция на предупреждение может быть разной в зависимости от степени интенсивности ТЦ. Для получения должного отклика в целом ряде стран вводят (и широко пропагандируют) специальные шкалы, связывающие такие характеристики шторма, как сила максимального ветра, величины минимального давления в его центре и штормового нагона, с ожидаемым ущербом. Примером является употребляемая для ураганов Атлантики в США “шкала Сэфайра - Симпсона” (Saffir - Simpson Scale: (Global guide ... , 1993)). Она приведена в табл. 18.

Таблица 18

Шкала Сэфайра-Симпсона оценки интенсивности ураганов,

по (Global guide ... , 1993)

Категория урагана	Максимальная скорость ветра в урагане (м/с)	Характерная высота штормового нагона (м)	Степень ущерба
1 2 3 4 5	33 - 42 43 - 49 50 - 58 59 - 69  70	1,2 – 1,7 1,7 – 2,6 2,6 – 3,8 3,8 – 5,5  5,6	Минимальный Умеренный Значительный Чрезвычайный Катастрофический

В таблице были также использованы материалы 23-й конференции по ураганам и тропической метеорологии (Даллас, США, 10 - 15 января 1999 г.).

Минимальный ущерб означает, что строительные конструкции не повреждаются, а страдают только незаякоренные плавучие жилища, кустарниковые насаждения и деревья. Умеренный ущерб предполагает, что у зданий могут повреждаться крыши, двери и окна; в значительной мере страдают растительный покров, оказывающийся на пути стихии, дома на колесах, молы и пирсы. Небольшие суда на незащищенных местах стоянки срываются с якоря. Значительный ущерб означает, что конструкции небольших домов и подсобных помещений поддаются под напором ветра, но стены повреждаются лишь в редких случаях. Чрезвычайный ущерб предполагает, что крыши небольших домов могут срываться полностью; стены также испытывают значительные повреждения. Наконец, в случае катастрофического ущерба многие жилые дома и промышленные постройки остаются без крыш; некоторые здания полностью разрушаются, а небольшие подсобные помещения могут сноситься и даже уноситься ветром.

Подобная шкала, также содержащая пять категорий ТЦ, применяется в Австралии. Для тайфунов западной части Тихого океана ее характеристики могут быть иными, чем приведенные в табл. 3.3 и прокомментированные выше. Разработка аналогичной шкалы для тайфунов, выходящих на российский Дальний Восток (с необходимыми поправками), была бы крайне полезным делом.

Тропический циклон коварен: являясь крупномасштабным метеорологическим явлением, он производит значительный ущерб лишь в отдельных зонах, т.е. в мезомасштабе. Так, жители шельфовых островов, к примеру, очень неохотно будут покидать свои жилища в условиях “голубого неба” даже при очень строгом предупреждении; а когда они спохватятся, при усиливающемся ветре и подъеме воды отходные пути могут быть уже отрезаны. Так произошло с 200 жителями о. Галвестон в 1983 г. при выходе на него урагана Алисия (Sheets, 1990).

Очень тонким моментом в процессе принятия людьми соответствующего решения является выпуск “сверхпредупреждения” (overwarning), т.е. рекомендаций и указаний, рассчитанных на их поведение в условиях более сильного шторма, чем это имеет место в действительности. С одной стороны, привычка к таким предупреждениям (если они повторяются достаточно часто) может создать у людей “синдром ложной тревоги”, т.е. они просто не поверят очередному предупреждению и тогда, когда опасность действительно будет налицо (Sheets, 1990). С другой стороны, недостаточно убедительное предупреждение, данное в условиях потенциально сильной опасности, может привести к еще худшим последствиям (скажем, гибели людей, не эвакуировавшихся из настигнутого тайфуном города). Естественной реакцией отвечающих за прогноз метеорологов в таких ситуациях будет стремление перестраховаться.

Чтобы обеспечить выполнение мер по уменьшению ущерба от ТЦ, службы предупреждений должны находиться в состоянии постоянной “готовности” (“preparedness”). Примеры наиболее важных решений, которые им предстоит принять в случае приближения тайфуна или урагана, включают следующие компоненты: суда должны покинуть угрожаемые порты; морские, железнодорожные, воздушные пути должны постепенно, по мере возрастания опасности, перекрываться; то же относится к работе электростанций; уровни окрестных водохранилищ должны быть выровнены; школьные занятия и коммерческая деятельность прекращены; происходящая эвакуация населения и связанные с этим меры должны производиться при помощи армии; заранее должны быть обеспечены запасы продовольствия, одежды и медицинских средств. Каждый вид этой деятельности требует проведения специальных метеорологических брифингов, расширяющих рамки кратких официальных предупреждений (A global view ... , 1987).

Немаловажную роль в предотвращении последствий стихийных бедствий, связанных с ТЦ, играют образовательные программы. В таких странах, как Япония и Филиппины, часто посещаемых тайфунами, изучение готовности к противостоянию им входит в обычные школьные программы. Метеорологи Бирмы (Мьянмы) приобрели высокую репутацию в составлении школьных учебников по циклонам, а писатели этой страны сочиняют пьесы, поэмы и песни для школьников, повествующие об угрозе ТЦ. В ряде стран издаются брошюры с броскими названиями, например: “Что делать, когда пришел циклон”, “Будьте осторожны: циклоны убивают!” и т.п. Широко распространяются плакаты, пропагандирующие изучение местных предупредительных сигналов. Выпускаются фильмы с названиями типа “Леди, зовущаяся Камиллой” (США), “Циклон приближается” (Австралия) и т.п. (A global view ... , 1987). Более взрослая часть общества вовлекается в специальные курсы типа курсов гражданской обороны, также направленные на увеличение готовности к приходу ТЦ. Учеными Австралии и США (Holland et al., 1985) разработана специальная “Игра в циклон” (Cyclone Game), воспроизводящая многие оперативные аспекты деятельности Центра по предупреждению о тропических циклонах в г. Перт (Австралия).

Уже после того как натворивший бед тропический циклон ушел, организуются специальные проверки и ревизии эффективности работы системы предупреждений и реакции на них со стороны общества. Анализируется деятельность страховых компаний. Особо подробному изучению подвергается работа системы в условиях экстремально мощного ТЦ, когда все необходимые меры просто невозможно предусмотреть, а следует оценить степень риска и вероятность неизбежного ущерба. Составляются также “таблицы уязвимости” (vulnerability), классифицируются, в частности, жертвы прошедших тайфунов по возрастным группам; подводится итог сообщениям о случаях мародерства (статистика показывает, что в этих случаях они не столь часты!). Выявляется роль привычных в западных обществах добровольных, неправительственных организаций: так, только со стороны обществ Красного Креста и Красного Полумесяца в мерах по обеспечению готовности к ТЦ и помощи участвуют более 20 тысяч добровольцев! (A global view ... , 1987).

Потенциал мер по усовершенствованию системы предупреждений о тропических циклонах и реакции на них со стороны общества далеко не исчерпан. Всл изложенное в данном подразделе имеет одну цель: способствовать реализации существующего мирового опыта в нашей стране (если что-то еще не сделано, не учтено). Разработанная дальневосточными специалистами “Информационная система предупреждения о тайфунах” как первый шаг в создании там эффективной службы предупреждений, излагается в следующем подразделе.

Информационная система предупреждения о тайфунах на российском Дальнем Востоке

Материал данного подраздела основывается преимущественно на двух источниках: (Тунеголовец, 1997) и дается на примере Приморского края.

К 1997 г. наблюдательная сеть Приморского УГМС, которая может быть использована для целей создания и усовершенствования системы наблюдений и оповещений населения края, насчитывала 76 гидрологических станций и постов, 45 метеорологических станций и постов. Относительно удовлетворительно изучен режим бассейнов рек Уссури и Раздольной. В то же время целый ряд бассейнов рек центральной части Сихотэ-Алиня (зона формирования паводков стока) не охвачен или слабо охвачен наблюдениями как за стоком, так и за осадками, что снижает заблаговременность и качество гидрологических прогнозов. Почти отсутствуют наблюдения в устьевых частях рек, впадающих в Японское море, где наводнения формируются паводками (в т.ч. связанными с тайфунами), в сочетании с нагонными явлениями (часто тоже тайфунного происхождения), приливами, цунами. Отсутствуют наблюдения на малых реках, пересекающих территории городов и крупных населенных пунктов.

В существующей информационной системе предупреждения о тайфунах, являющейся частью Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях по наблюдению и наблюдению и контролю за СГЯ, функционирующей в рамках Росгидромета, подсистема наблюдений в Приморском крае намного уступает лучшим аналогичным подсистемам Мирового сообщества. Так, гидрометеорологическая сеть края в 7,5 раза реже, чем в Японии; в 7,2 раза реже, чем в Республике Корея, и в 11,2 раза реже, чем во Франции.

Никакому сравнению не поддаются дистанционные средства измерений. В Приморском крае имеется только один метеорологический радиолокатор, который, к тому же, с июля 1995 г. не функционирует. В то же время, во Франции в 1986 г. было 11 локационных систем, а в Японии, при меньшей площади, чем во Франции, но большой протяженности береговой линии, число МРЛ почти вдвое больше. Еще хуже обстоит дело с наличием станций приема спутниковой информации: по АРТ (аналоговый сигнал) – 1 против 28 и 51 во Франции и Японии соответственно, по HRPT (цифровой сигнал) – 0 против 3 и 1.

В южной части Приморского края в “треугольнике” Владивосток - Уссурийск - Находка проживает около 80% населения. Здесь же сконцентрирована основная промышленность. Но именно в этой части края и, в частности, в г. Владивостоке и его окрестностях приблизительно с 1 млн. жителей, информационная система наблюдения за тайфунами и предупреждения о них имеют наибольшие недостатки. В городе работает только станция Владивосток, а в пригородной зоне Сад-Город – аэрологическая станция. Все остальные станции либо прекратили свое существование, либо переведены в более низкий разряд. Во Владивостоке, как и во всем Приморском крае, полностью отсутствуют средства наблюдения за локальными вихревыми образованиями типа смерчей (торнадо).

Существующая подсистема оповещения о тайфунах в крае отличается низкой эффективностью, что связано со значительной продолжительностью “дозвона” до потребителя по телефону. Полностью отсутствует автоматизированная технология взаимообмена информацией с потребителями.

Представленные здесь сведения находятся в вопиющем контрасте с требованиями к системе предупреждений о тайфунах, изложенными в предыдущем подразделе.

Подытоживая все сказанное выше, следует отметить, что, несмотря на целый ряд планируемых мер по сокращению ущерба от тайфунов на российском Дальнем Востоке вся проблема оповещений и штормовых предупреждений в ее многогранности в нашей стране еще далека от адекватной постановки. Как метеорологическому сообществу в России (и, прежде всего, Росгидромету), так и специалистам по социальным наукам, их поведенческим аспектам, равно как и федеральной и районным администрациям в Приморском и Хабаровском краях, Сахалинской и Камчатской областях предстоит еще большая работа по приведению системы предупреждений в надлежащий вид, который она имеет в других странах, подверженных влиянию тропических циклонов и, прежде всего, в США и Японии. Заметная роль в этой работе может принадлежать и Министерству по чрезвычайным ситуациям.