Table of Contents
Понимание генезиса тайфуна и его первоначального движения
Тайфуны, название, данное зрелым тропическим циклонам в Северо-Западной части Тихого океана, начинают свою жизнь как скопления гроз на обширных просторах теплой океанской воды. Западная часть Тихого океана является самым активным тропическим циклонным бассейном на Земле, производя примерно одну треть годового общего объема планеты. Формирование обычно требует температуры поверхности моря по крайней мере 26,5 ° C (80 ° F) до глубины 50 метров, в сочетании с высокой влажностью в средней тропосфере, низким вертикальным сдвигом ветра и ранее существовавшим возмущением, таким как тропическая волна. Эффект Кориолиса - достаточно сильный на широтах выше 5 ° - 10 ° от экватора - принимает во внимание первоначальный спин, который организует систему.
Как только тропическая депрессия усиливается в тропический шторм, а затем тайфун, ее раннее движение в основном обусловлено торговыми ветрами - восточными ветрами, которые дуют с востока на запад в тропиках. В западной части Тихого океана эти ветры управляют начинающимся штормом, как правило, на запад или на запад-северо-запад. Точный путь на этой стадии также модулируется положением и силой субтропического хребта, пояса высокого давления, который простирается через Тихий океан. Когда хребет силен и простирается на запад, тайфуны вынуждены отслеживать вдоль его южного фланга, часто направляя их к Филиппинам или южному Китаю. Когда хребет слабее или более сломан, штормы могут изгибаться на север раньше.
Понимание этого первоначального механизма управления имеет решающее значение для раннего предупреждения. Первые 24-48 часов после генезиса задают широкую траекторию, но тонкие изменения в крупномасштабном атмосферном потоке могут привести к резким сдвигам в конечном местоположении падения на поверхность.
Большая Западно-Тихоокеанская Тайфунная Шоссе: Общие Траектории
За десятилетия наблюдений метеорологи выявили несколько предпочтительных трасс, по которым тайфуны, как правило, следуют через бассейн. Эти «магистрали» отражают доминирующие модели рулевого управления и сезонное поведение субтропического максимума.
Филиппинский и Тайваньский коридоры
Среди наиболее распространённых путей многие тайфуны движутся из открытых вод к востоку от Филиппин прямо к Филиппинскому архипелагу. Острова Лусон, Самар и Лейте являются частыми целями. После пересечения Филиппин штормы, переживающие сухопутное взаимодействие, часто возникают над Южно-Китайским морем и могут усиливаться до удара по Вьетнаму, Южному Китаю или Тайваню. Сам Тайвань лежит прямо на пути многих тайфунов, которые изгибаются на северо-запад от Филиппинского моря. Горная местность Тайваня часто нарушает циркуляцию шторма, но сильные дожди и сильные ветры остаются значительными опасностями.
Япония и Корейский полуостров
Другая четко очерченная трасса несет тайфуны на север от тропических широт, повторяющиеся вокруг западного края субтропического хребта. Эти штормы сначала движутся на северо-запад, но затем поворачивают на северо-восток, поскольку они пойманы в средних широтах Вестерлис. Этот повторяющийся путь часто приносит тайфуны на острова Рюкю, материковую Японию или Корейский полуостров. Тайфуны, которые достигают этих широт, часто переходят в экстратропические циклоны, но они все еще могут упаковывать разрушительные ветры и проливные дожди. Тайфун Джеби 2018 года, который поразил японский регион Кансай, и тайфун Хайшен 2020 года, который потрепал южную Японию и Корейский полуостров, являются недавними примерами этого трека.
Юго-Восточный Китай и Вьетнам
Третий крупный маршрут несет тайфуны на запад через северную часть Южно-Китайского моря, непосредственно к побережью южного Китая — особенно в провинции Гуандун, Хайнань и Гуанси — а затем во Вьетнам и Лаос. Эти тайфуны часто происходят вблизи Марианских островов или Филиппинского моря и проходят через всю ширину бассейна. Поскольку они проводят длительное время над теплой водой, они могут достичь супер-интенсивности тайфунов, прежде чем совершить высадку на берег. Ежегодный сезон тайфунов (с июня по ноябрь) видит концентрацию таких высадок, с сентября и октября, являющегося пиковыми месяцами для китайского побережья.
Руководящие силы: что определяет путь тайфуна
Трасса тайфуна не случайна. Она управляется взаимодействием нескольких масштабных атмосферных и океанических особенностей. Понимание этих сил является основой прогнозирования трассы.
Субтропический хребет и Вестерли
Наиболее важным влиянием является субтропическая система высокого давления, которая простирается с востока на запад через Тихий океан. Тайфун имеет тенденцию перемещаться по периферии этого хребта, причем направление окружающего потока определяется градиентом давления. Когда хребет силен и расположен к северу от шторма, тайфун направляется на запад. Когда хребет ослабевает или имеет зазор, шторм может «ревурировать» на север, а затем на восток, когда он входит в пояс западных ветров в средних широтах. Точное местоположение западного края хребта является ключевым предиктором мест падения на сушу.
Муссонная впадина и тропическая верхняя тропосферная впадина (TUTT)
Муссонное желобко, зона низкого давления, характеризующаяся повышенной конвекцией, часто простирается от Юго-Восточной Азии через тропическую часть Тихого океана.Тайфуны часто образуются в этом желобе и могут быть подвержены влиянию его ориентации. Аналогично, верхнеатмосферное желобкое отверстие, известное как ТУТТ, может создавать благоприятный отток для интенсификации, но также может вызывать внезапные изменения в направлении, поскольку тайфун взаимодействует с ветрами верхнего уровня.
Эффект Фуджиухары и бинарные взаимодействия
Когда два тропических циклона находятся в пределах около 1400 км друг от друга, они могут взаимодействовать через эффект Фудзивары, заставляя их вращаться вокруг общего центра. Это может привести к резким изменениям трассы - один шторм может быть отклонен, или более слабая система может быть поглощена. Такие взаимодействия не редкость в западной части Тихого океана, особенно в пиковый сезон, когда сосуществуют несколько штормов.
Межгодовая изменчивость: Эль-Ниньо-Южное колебание (ENSO)
Эль-Ниньо-Южное колебание оказывает глубокое влияние на следы тайфунов. В годы Эль-Ниньо тропическая часть Тихого океана теплее, субтропический хребет имеет тенденцию быть слабее и более вытянутым, а тайфуны, скорее всего, будут возвращаться на север - увеличивая угрозу для Японии и открытого океана. В годы Ла-Нинья хребет сильнее и смещен на запад, отдавая предпочтение трекам, которые приносят штормы на Филиппины и Юго-Восточную Азию. Синоптики в значительной степени полагаются на прогнозы ENSO, чтобы предвидеть сезонное поведение тайфунов.
Влияние на пути: региональные уязвимости
Последствия тайфуна зависят не только от его интенсивности, но и от географии и инфраструктуры районов, с которыми он сталкивается. Каждый крупный маршрут представляет собой различные опасности.
Прибрежный шторм и внутренние наводнения
Тайфун Хайян в 2013 году, который следовал по классической западной трассе через центральные Филиппины, вызвал всплеск, превышающий 7 метров в городе Таклобан, в результате чего погибло более 6000 человек. Внутренние наводнения, часто усугубляемые горной местностью, являются основным убийцей в Японии, Тайване и Китае. Медленно движущиеся тайфуны, которые задерживаются после падения на сушу, могут отложить более метра дождя в одном случае.
Ветровые повреждения и устойчивость инфраструктуры
Супертайфуны — те, у кого устойчивый ветер 150 миль в час или выше — могут полностью сплющивать здания и нарушать работу электросетей в течение нескольких недель. Страны со строительными нормами, предназначенными для сильных ветров, такие как Япония и Тайвань, обычно живут лучше, чем регионы с менее строгими стандартами. Однако даже в хорошо подготовленных странах экономические издержки огромны. Один тайфун, ударяющий по столичному району Токио, может привести к потерям в сотни миллиардов долларов.
Сельскохозяйственный и экономический кризис
Сельское хозяйство Филиппин, Вьетнама и Китая очень уязвимо к потерям урожая, вызванным тайфуном. Райсовые поля, кокосовые плантации и аквакультурные операции могут быть разрушены вторжением соленой воды и повреждением ветра. Перебои в судоходных путях, портах и цепочках поставок в регионе еще больше усиливают экономическое воздействие, особенно для центров производства полупроводников и электроники в Тайване и Южной Корее.
Предсказание пути: достижения и вызовы
Прогнозирование трека значительно улучшилось за последние 30 лет. Сегодняшние пятидневные прогнозы почти так же точны, как двухдневные прогнозы 1990-х годов, благодаря достижениям в области спутникового наблюдения, численных моделей прогнозирования погоды и ансамблевого прогнозирования.
Спутниковая и авиационная разведка
Геостационарные спутники обеспечивают непрерывную съемку облачных паттернов и векторов атмосферного движения, в то время как спутники на полярной орбите дают микроволны, которые раскрывают внутреннюю структуру шторма под облачными вершинами. До недавних бюджетных ограничений ВВС США проводили регулярную разведку самолетов в западно-тихоокеанские тайфуны, сбрасывая дропсонды для измерения давления, температуры, влажности и скорости ветра. Эти данные значительно улучшили инициализацию модели и прогнозы трека. Сегодня Японское метеорологическое агентство и другие национальные центры в значительной степени полагаются на спутниковые ветровые поля и другие инструменты дистанционного зондирования.
Конусы прогнозирования и вероятности
Современные центры прогнозирования запускают несколько моделей моделирования с немного различными начальными условиями, известными как ансамбль, чтобы создать конус вероятности для будущего положения тайфуна. Этот конус, отображаемый на общественных рекомендациях, сообщает о присущей неопределенности в прогнозировании трека. Ширина конуса расширяется со временем; типичная трехдневная неопределенность прогноза составляет около 150-200 км, в то время как пятый день может составлять 400-500 км. Сообщение этой неопределенности общественности остается проблемой, поскольку многие лица, принимающие решения, хотят единую детерминированную точку выхода на сушу.
Впереди вызовы: быстрая интенсификация и смена руководства
Несмотря на общие улучшения, некоторые ситуации по-прежнему трудно предсказать. Быстрая интенсификации - когда штормовые ветры увеличиваются на 30 узлов или более за 24 часа - часто связана с изменениями трека, которые одинаково резки. Кроме того, когда тайфун приближается к разрыву в рулевом хребте, даже небольшая ошибка в представлении модели хребта может привести к большой ошибке в прогнозной траектории. Исследования по улучшению наблюдения мезомасштабной среды вблизи шторма, а также улучшенное усвоение данных, подобных самолетам со спутников, продолжаются.
Более подробную информацию о технологии, стоящей за современным прогнозированием циклонов, см. в обзоре процесса прогнозирования Национального центра ураганов , который, будучи сосредоточен на атлантических ураганах, разделяет те же научные принципы. Кроме того, на странице информации о тайфуне Японского метеорологического агентства представлены данные отслеживания в режиме реального времени.
Изменение климата и будущие маршруты тайфунов
По мере повышения глобальных температур меняются характеристики западно-тихоокеанских тайфунов. Более теплые температуры поверхности моря обеспечивают больше энергии для штормов, в то время как более теплая атмосфера может удерживать больше влаги, что приводит к более сильным осадкам. Однако влияние на рулевые течения более сложное и регионально изменчивое.
Наблюдаемые тенденции в сдвигах треков
Несколько исследований зафиксировали поул-восходящую миграцию широты, на которой тропические циклоны достигают пика интенсивности в западной части Тихого океана. Этот сдвиг, уже обнаруженный в исторических записях, означает, что штормы с большей вероятностью повлияют на Японию, Корею и российский Дальний Восток, при этом щадя некоторые части Юго-Восточной Азии. Механизм связан с расширяющимися тропиками и поул-восхождением субтропического хребта из-за изменения климата. Если эта тенденция сохранится, населенные пункты Тайваня и Филиппин могут увидеть небольшое снижение прямых попаданий, но увеличение интенсивности штормов может компенсировать любую выгоду.
Увеличение риска осадков и прибрежных наводнений
Даже без изменения трассы тайфуны уже производят более экстремальные осадки. Более теплая атмосфера увеличивает скорость осадков примерно на 7% на градус Цельсия потепления. Более медленные штормы, которые также могут стать более распространенными по мере ослабления рулевых ветров, могут усугубить наводнение. Повышение уровня моря усугубляет риск штормового нагона, а это означает, что даже тайфун умеренной интенсивности может вызвать катастрофическое прибрежное затопление. Сочетание более высоких уровней нагона и более сильных осадков делает будущие тайфуны более опасными независимо от точного пути.
Неопределенность в динамике будущего управления
Климатические модели не все сходятся в том, как субтропический хребет и циркуляция Хэдли будут реагировать на потепление. Некоторые прогнозы предполагают более сильный хребет, который может подавлять повторяющиеся следы, в то время как другие предсказывают более слабый хребет, который благоприятствует рекурсии. Взаимодействие аэрозольных сил, истощение озона и естественная десятилетняя изменчивость добавляет дополнительную сложность. Не вызывает сомнений то, что научное сообщество продолжает совершенствовать эти прогнозы с помощью улучшенных глобальных климатических моделей и экспериментов по уменьшению масштаба.
Для исследования изменения поведения тайфунов страница NOAA Climate.gov о ураганах и изменении климата предоставляет доступное резюме. Более глубокую научную перспективу можно найти через программу тропических циклонов Всемирной метеорологической организации.
Адаптация к пути: готовность и устойчивость
Знание вероятных маршрутов тайфунов - это только первый шаг. Эффективное снижение риска требует перевода прогнозной информации в действие на уровне сообщества. Большие успехи в системах раннего предупреждения спасли бесчисленное количество жизней, но воздействие продолжает расти по мере расширения прибрежного населения.
Системы раннего предупреждения и планирования эвакуации
Такие страны, как Япония, Тайвань и Южная Корея, имеют сложные системы раннего предупреждения о многих опасностях. Эти системы объединяют метеорологические данные в реальном времени, топографические карты и плотность населения, чтобы вызвать приказы об эвакуации. Ключевой задачей является уравновешивание ложных тревог против необходимости своевременных действий. Недавние инновации включают предупреждения на основе воздействия, которые детализируют конкретные ожидаемые последствия для инфраструктуры и здравоохранения.
Строительные кодексы и планирование землепользования
Укрепление строительных норм для устойчивости к ветру, возведение сооружений в поймах и сохранение мангровых зарослей и других природных защитных сооружений может снизить уязвимость. Филиппины начали применять более строгие строительные нормы после Хайяна, в то время как обширная система прибрежных дамб и барьеров для наводнений в Японии регулярно обновляется. Однако многие быстро урбанизирующиеся районы по-прежнему не имеют адекватной защиты.
Механизмы страхования и передачи рисков
Финансовые инструменты, такие как облигации катастроф, параметрическое страхование и поддерживаемые правительством схемы перестрахования, помогают странам и общинам восстановиться после тайфуна. Быстрые выплаты, вызванные параметрами шторма (например, скорость ветра, центральное давление), могут финансировать чрезвычайные меры без задержек традиционной оценки требований. Эти инструменты становятся все более распространенными в Азии, поскольку как государственный, так и частный сектор признают растущие финансовые потери.
Для дальнейшего чтения портал по снижению риска бедствий ВМО предлагает руководящие принципы и тематические исследования из региона.
Вывод: Вечная потребность в бдительности
Тайфуны являются естественной и неизбежной частью жизни в западной части Тихого океана. Их маршруты, сформированные динамичным взаимодействием атмосферных и океанических сил, изучались веками, но остаются подверженными внезапным изменениям. По мере улучшения прогнозирования и углубления нашего понимания климатических влияний способность готовиться к этим мощным штормам будет только расти.
Однако одних только технологий недостаточно. Наиболее устойчивые сообщества — это те, которые сочетают научные знания с надежной инфраструктурой, эффективным управлением и культурой готовности. Изучая пути тайфунов — где они формируются, где они путешествуют и где они наносят удар — мы можем лучше предвидеть предстоящие проблемы и работать над минимизацией человеческих и экономических потерь. Западная часть Тихого океана будет продолжать испытывать тайфуны; вопрос в том, насколько хорошо мы готовы встретить их, когда они прибудут.