Понимание формирования циклонов и бассейна южной части Тихого океана

Тропические циклоны — мощные погодные системы низкого давления, развивающиеся над тёплыми океанскими водами, характеризующиеся вращающимися грозами и спокойным центральным глазом.Известные как ураганы в Атлантике и тайфуны на северо-западе Тихого океана, эти штормы называются циклонами в австралийском и южно-тихоокеанском регионах. Их формирование опирается на несколько ключевых условий окружающей среды, в том числе температуру поверхности моря выше 26,5 °C, обильную атмосферную влагу и минимальный вертикальный сдвиг ветра для поддержания штормовой структуры.

В бассейне австралийской и южной части Тихого океана тропические циклоны представляют собой повторяющуюся сезонную опасность. Официальный сезон циклонов длится с ноября по апрель, достигая максимума в период с января по март. В среднем только в австралийском регионе каждый сезон наблюдается от 9 до 11 тропических циклонов, многие из которых влияют на прибрежные сообщества и островные государства. Острова южной части Тихого океана, разбросанные по обширным океанским просторам, одинаково восприимчивы из-за их географического положения в поясе циклонов. Признание пространственного распределения и характеристик зон опасности циклонов имеет важное значение для готовности к бедствиям, устойчивости инфраструктуры и планирования реагирования на чрезвычайные ситуации.

Основные зоны опасности циклонов в Австралии

Северная береговая линия Австралии является основным регионом, подверженным тропическим циклонам, но риск значительно варьируется вдоль этого обширного участка.Местная география, преобладающие океанские течения и типичные циклонные следы влияют на то, какие районы испытывают наибольшую частоту и интенсивность штормов.

Верхний конец и Кимберли

«Конец вершины» Северной территории, включая Дарвин, лежит непосредственно на пути циклонов, образующихся над теплыми Тиморским и Арафурским морями. Тропический климат региона и близость к этим морям делают его одним из самых подверженных циклонам районов Австралии. Историческим примером является циклон Трейси в 1974 году, который опустошил Дарвина ветром категории 4, превышающим 230 км/ч, уничтожив более 70% зданий города и в результате чего погиб 71 человек.

Следуя за Трейси, были введены строгие строительные нормы для повышения устойчивости к циклонам, но Top End остается уязвимым из-за его низменной прибрежной топографии. Аналогичным образом, регион Кимберли Западной Австралии, охватывающий такие города, как Брум и Дерби, сталкивается с частыми угрозами циклонов, поскольку тропические системы следуют на запад от Тиморского моря. Прочная береговая линия Кимберли и малочисленное население представляют логистические проблемы для готовности к чрезвычайным ситуациям и реагирования на стихийные бедствия.

Согласно Бюро климатологии циклонов метеорологии, участок побережья между Брумом и Дарвином имеет самую высокую ежегодную вероятность того, что циклон обрушится на землю в Австралии, в среднем циклон пересекает каждые два-три года. Эта высокая частота требует постоянного мониторинга и готовности сообщества.

Залив Карпентария

Замок Карпентария, окруженный Северной территорией и Квинслендом, представляет собой мелкое теплое море, которое действует как плодовитая почва для размножения тропических циклонов. Повышенные температуры поверхности моря в заливе - часто выше 28 ° C - позволяют быстро интенсификация циклона. Циклоны, происходящие здесь, обычно перемещаются на юг или юго-запад, затрагивая отдаленные общины коренных народов, станции скота и небольшие поселения.

Известные циклоны, затрагивающие залив, включают циклон Харви в 2004 году, который вызвал широкомасштабные наводнения и ущерб, и циклон Тревор в 2019 году, который принес разрушительные ветры и сильные дожди на восточное побережье залива. Разреженное население и ограниченная инфраструктура усложняют эвакуацию и логистику поставок, подчеркивая важность адаптированных стратегий управления чрезвычайными ситуациями для изолированных районов.

Коралловое побережье Квинсленда

Побережье Кораллового моря Квинсленда, простирающееся от Куктауна до Брисбена, испытывает частые циклонные воздействия, особенно в северных городах Кэрнс и Таунсвилл. Эти городские центры пережили некоторые из самых тяжелых циклонов в регионе. Например, циклон Яси в 2011 году был штормом категории 5 с устойчивыми ветрами, превышающими 280 км/ч. Это вызвало ущерб более 3,5 млрд долларов, опустошив посевы сахарного тростника, сгладив леса и затопив прибрежные сообщества штормовым нагоном.

Большой Барьерный риф, расположенный на шельфе, также несет ущерб от циклонов, генерируемых волнами и штормовыми нагонами, затрагивающими как морские экосистемы, так и туризм. Исследование CSIRO по изменению климата подчеркивает, как повторяющиеся воздействия циклона в сочетании с обесцвечиванием кораллов угрожают долгосрочному здоровью рифа и его роли в качестве естественного прибрежного буфера.

Дальше на юг вдоль густонаселенного юго-восточного побережья Квинсленда, включая Брисбен и Голд-Кост, прямые циклонные удары встречаются реже, однако в этих районах часто случаются остатки тропических циклонов, которые приносят сильные осадки и наводнения. Например, экс-тропический циклон Освальд в 2013 году вызвал катастрофические наводнения по всему восточному Квинсленду, нарушив сообщества и инфраструктуру.

Зоны опасности циклонов в южной части Тихого океана

Южно-Тихоокеанский бассейн охватывает многочисленные островные государства, уязвимые к тропическим циклонам из-за их географического положения в поясе циклонов и их часто ограниченной инфраструктуры.Эти острова часто находятся на низком уровне, что делает их особенно восприимчивыми к штормовым нагонам и наводнениям.

Фиджи, Вануату и Новая Каледония

Фиджи, Вануату и Новая Каледония лежат недалеко от центра пояса циклонов южной части Тихого океана, регулярно испытывая циклоны, которые наносят широкомасштабный ущерб. Фиджи видит в среднем от 10 до 15 циклонов за десятилетие. Одним из самых сильных был циклон Уинстон в 2016 году, шторм категории 5 с устойчивыми ветрами 285 км/ч, самый сильный циклон, зарегистрированный в Южном полушарии. Уинстон уничтожил около 40 000 домов, убил 44 человека и вызвал серьезную гуманитарную реакцию.

Вануату был также опустошен циклоном Пэм в 2015 году, который вытеснил примерно 75 000 человек — около четверти населения страны — и уничтожил большую часть столицы, Порт-Вила. Новая Каледония, французская заморская территория, также сталкивается с периодическими циклонными воздействиями. Циклон Ниран в 2021 году серьезно повредил кофейные плантации и нарушил туризм, жизненно важный сектор местной экономики.

Самоа, Тонга и Острова Кука

Дальше на восток островные государства Самоа, Тонга и Острова Кука часто страдают от тропических циклонов. Циклон Гита в 2018 году был особенно разрушительным в Тонга, повреждая инфраструктуру и дома на главном острове Тонгатапу. Острова Кука, хотя и пострадали реже, пережили заметные штормы, такие как циклон Пат в 2010 году.

Небольшие земельные участки, ограниченные чрезвычайные ресурсы и экономические ограничения делают восстановление от циклонов особенно сложным для этих островных государств.Мониторинг в реальном времени и раннее предупреждение предоставляются такими учреждениями, как Фиджи Метеорологическая служба , которая играет решающую роль в подготовке региональных циклонов.

Папуа — Новая Гвинея и Соломоновы Острова

Папуа-Новая Гвинея и Соломоновы острова, часть Меланезии, также находятся в зоне опасности циклонов в бассейне южной части Тихого океана. Их гористая местность и густые тропические леса увеличивают риск вторичных опасностей, таких как оползни и внезапные наводнения во время циклонов. В 2023 году циклон Фредди, один из самых долгоживущих тропических циклонов, принес интенсивные осадки, вызвав смертельные оползни и широко распространенные разрушения в обеих странах.

Ключевые факторы, влияющие на зоны риска циклонов

На формирование, траекторию и интенсивность тропических циклонов в австралийском и южно-тихоокеанском регионах влияют несколько взаимосвязанных факторов окружающей среды:

  • Температура поверхности моря:] Теплые океанские воды выше 26,5 °C на глубинах около 50 метров обеспечивают тепло и влагу, необходимые для развития циклона. Австралийское муссоновое корыто и Южно-Тихоокеанская зона конвергенции (SPCZ) являются ключевыми областями, где эти условия выравниваются, питая циклоногенез.
  • Вертикальный сдвиг ветра: Низкий вертикальный сдвиг ветра — это означает минимальные различия в скорости ветра и направлении между нижней и верхней атмосферой — имеет важное значение для поддержания структуры циклона.
  • Атмосферная нестабильность и влажность: Высокая влажность в средней тропосфере поддерживает стойкую конвекцию и образование грозы, которые жизненно важны для интенсификации циклона.
  • Близость к экватору:] Большинство циклонов образуются между 5° и 15° широты, где эффект Кориолиса достаточно силен, чтобы вызвать вращение, но не настолько силен, чтобы препятствовать развитию.Это географическое ограничение помещает северную Австралию и многие острова южной части Тихого океана в оптимальную зону формирования циклона.
  • Преимущественные ветры:] Торговые ветры и муссонный корыт направляют циклоны на запад или на юг.В австралийском регионе циклоны обычно движутся в направлении западного побережья или рекурсируют в сторону восточного побережья, в зависимости от атмосферных циркуляции.

Дополнительные климатические явления, такие как Мадден-Джулианская осцилляция (MJO), модулируют активность циклона, усиливая или подавляя конвекцию над областью.Активные фазы MJO увеличивают вероятность образования циклона за счет увеличения атмосферной нестабильности и влажности.

Исторические циклоны и их влияние

История тропических циклонов в Австралии и южной части Тихого океана включает в себя несколько катастрофических событий, которые сформировали региональное управление стихийными бедствиями, строительные нормы и осведомленность общественности.

Циклон Трейси (1974) остается самым печально известным циклоном в австралийской истории. Несмотря на его относительно небольшие размеры, катастрофические ветры Трейси уничтожили более 80% жилого фонда Дарвина и привели к 71 смерти. Это событие выявило уязвимости в городском планировании и строительстве, что привело к внедрению устойчивых к циклонам строительных стандартов, которые с тех пор спасли бесчисленные жизни.

Циклон Яси (2011) был одним из самых мощных штормов Квинсленда, с центральным давлением 929 hPa и устойчивыми ветрами, превышающими 280 км / ч. Это нанесло значительный ущерб инфраструктуре и сельскому хозяйству побережья Кассуари, особенно сахарному тростнику. Масштабная эвакуация тысяч жителей до высадки на сушу считается моделью для эффективной готовности к стихийным бедствиям и координации.

В Тихом океане циклон Уинстон (2016) был самым сильным тропическим циклоном, когда-либо зарегистрированным в Южном полушарии, с устойчивыми ветрами 285 км/ч. Шторм вызвал широкомасштабные разрушения на Фиджи, убив 44 человека и уничтожив десятки тысяч домов. Эта катастрофа вызвала значительные усилия международной помощи и ускоренные инициативы по адаптации к климату в уязвимых островных государствах.

Циклон Пэм (2015) также опустошил Вануату, вытеснив около четверти населения и вызвав долгосрочные социально-экономические последствия. Эти исторические циклоны подчеркивают серьезные риски, с которыми сталкиваются общины в этих регионах, и подчеркивают важность непрерывных инвестиций в меры по обеспечению устойчивости.

Стратегии готовности и смягчения

Австралия и страны южной части Тихого океана разработали ряд стратегий обеспечения готовности и смягчения последствий циклона, хотя проблемы сохраняются, особенно в отдаленных и ограниченных ресурсами районах.

Строительные кодексы и инфраструктура

В Австралии Национальный строительный кодекс предписывает устойчивые к циклонам конструкции зданий в районах с высоким риском, требующие таких функций, как усиленные фермы на крыше, завязывания и ударопрочные окна, чтобы выдерживать ветры более 250 км / ч. Эти стандарты значительно улучшили долговечность новых конструкций.

Напротив, многие тихоокеанские островные дома построены из традиционных материалов, таких как древесина и солома, которые предлагают ограниченную защиту от циклонных ветров. Международные программы, такие как Тихоокеанская программа устойчивости Всемирного банка, сосредоточены на модернизации жилья и общественных зданий до стандартов циклона, тем самым повышая безопасность и устойчивость сообщества.

Системы раннего предупреждения

Австралийское бюро метеорологии и метеорологических служб в южной части Тихого океана предоставляет информацию о раннем предупреждении и отслеживании циклонов с использованием стандартизированной системы категории циклонов в диапазоне от 1 до 5. Многоканальные системы оповещения, включая уведомления мобильных телефонов, радиопередачи и сирены сообщества, обеспечивают своевременное распространение предупреждений.

В отдаленных общинах аборигенов программы, адаптированные к культурным особенностям, такие как «Cyclone Smart», обеспечивают обучение и подготовку, уважая местные традиции и стили общения, повышая вовлеченность и реакцию сообщества.

Планирование эвакуации и приюты

Эффективное планирование эвакуации имеет решающее значение как в Австралии, так и в южной части Тихого океана. Австралийские государственные службы по чрезвычайным ситуациям координируют эвакуацию и поддерживают укрытия от циклонов в уязвимых регионах. На тихоокеанских островах специально предназначенные укрытия от циклонов - часто школы или общественные залы, построенные по устойчивым к циклонам стандартам - служат в качестве безопасных убежищ во время штормов. Однако пропускная способность убежищ может быть превышена во время крупных циклонов, что подчеркивает необходимость постоянных инвестиций в инфраструктуру.

Природная экосистема

Природные экосистемы, такие как мангровые заросли, коралловые рифы и прибрежная растительность, обеспечивают жизненно важные буферы против штормового нагона и волновой энергии. Защита и восстановление этих мест обитания является экономически эффективной стратегией для смягчения последствий циклона и повышения устойчивости к изменению климата. Например, Большой Барьерный риф служит естественным волновым разрывом, уменьшая прибрежную эрозию вдоль береговых линий Квинсленда. Усилия по сохранению, которые интегрируют защиту экосистем с уменьшением риска бедствий, все более приоритетны в региональных планах адаптации.

Изменение климата и будущая циклонная активность

Ожидается, что изменение климата повлияет на поведение тропических циклонов в австралийском и южно-тихоокеанском регионах, хотя остаются неопределенности относительно величины и специфики этих изменений.Температура поверхности моря обеспечивает больше энергии, потенциально увеличивая интенсивность циклонов и частоту самых сильных штормов категории 4 и 5.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) сообщает о вероятном снижении общего числа тропических циклонов во всем мире, но увеличении доли интенсивных штормов. Кроме того, повышение уровня моря, вызванное глобальным потеплением, усугубляет риски штормовых нагонов, угрожая прибрежным сообществам увеличением наводнений во время циклонов.

Изменения в структуре атмосферной циркуляции, включая сдвиги в местах расположения муссонных впадин и в зоне сближения в южной части Тихого океана, могут также изменить циклонные пути, подвергая новые районы риску или изменяя сезонность образования циклонов.Продолжающиеся исследования и усовершенствованные климатические модели имеют решающее значение для уточнения этих прогнозов и информирования региональных стратегий адаптации.

Учитывая эти развивающиеся риски, повышение устойчивости инфраструктуры, улучшение систем раннего предупреждения и инвестиции в адаптацию на основе экосистем являются жизненно важными компонентами будущего смягчения опасности циклонов в Австралии и южной части Тихого океана.