mini|Syklonen Catarina, ein sjeldan tropisk syklon i Sør-Atlanteren. Sett frå den internasjonale romstasjonen den 26. mars 2004.
Ein tropisk syklon er eit stormsystem som får energi frå varme frigjeve av fuktig luft som stig og kondenserer. Namnet understrekar at dette er syklonar som oppstår i tropiske strøk, med rotasjon mot klokka på den nordlege halvkula, og med klokka på den sørlege halvkula. Dei skil seg frå andre lågtrykk, som me til dømes har på våre breiddegrader, ved at det er varmemekanismar som gjev energi til å drive dei.
Tropiske syklonar er det generelle namnet på alle slike system, men dei har forskjellig namn etter kor dei oppstår på jorda og etter kva styrke dei har, slik som orkan, tyfon/taifun, tropisk storm eller tropisk lågtrykk.
Tropiske syklonar kan produsere ekstremt kraftig vind, tornadoar, svært kraftig regn og store bølgjer, kalla stormflod, inn mot kysten. Det kraftige regnet og stormfloda kan skape enorme flaumar. Sjølv om effekten på menneskelege busetnadar kan vere katastrofale, har tropiske syklonar i somme tilfelle også avslutta lange tørkeperiodar, på grunn av den enorme mengda med fukt dei transporterer med seg. Dei kan transportere varme bort frå tropane, og spelar ei viktig rolle i den globale atmosfæriske sirkulasjonen som skapar likevekt i troposfæren.
Oppbygging av tropiske syklonar mini|Tropiske syklonar blir danna ved at energi blir frigjeven frå kondensasjon av fukt i stigande luft. Dette skapar ei positiv tilbakekopling over varme hav.
Ein tropisk syklon er eit stort, roterande system av skyer, vind og torevêr. Den største energikjelda er kondensasjonsvarme som er frigjeve ved at vassdamp kondenserer i store høgder. Derfor kan ein sjå på ein tropisk syklon som ein gigantisk vertikal varmekraftmaskin mekanisk driven av fysiske prosessar som jordrotasjon og gravitasjon. Ein kan òg sjå på tropiske syklonar som eit mesoskala konvektivt system. Kondensasjon fører til høgare vindstyrkar sidan ein liten del av den frigjevne energien blir omforma til mekanisk energi, og kraftigare vind og minkande trykk fører så til auka fordamping frå overflata og meir kondensasjon. Mykje av den frigjevne energien driv vertikale luftstraumar som aukar høgda på stormskyene og på den måten igjen aukar kondensasjonsprosessen. Denne positive koplingsprosessen held fram så lenge systemet kan trekke meir energi ut frå varmt hav. At fordelinga av luftmassane ikkje er i likevekt vil og gje energi til syklonen. Jordrotasjonen får systemet til rotere, ein effekt kjend som corioliseffekten, og påverkar banen stormen tar.
Faktorane som skal til for å danne tropiske syklonar er bl.a. ei forstyrring i vêret, varme tropiske hav, fukt og relativt lite vind i høgda. Visst desse forholda eksisterer og vedvarer, kan det skape den positive tilbakekoplingsprosessen som skal til for å maksimere energiopptaket.
Kondensasjon er den drivande krafta som skil tropiske syklonar frå andre meteorologiske fenomen. Fordi denne er størst i tropisk klima er det i tropiske område at ein tropisk syklon oppstår. Ein ekstratropisk syklon, som me kjenner som eit lågtrykk på våre breiddegrader, får det meste av energien sin frå den horisontale temperaturgradienten som er i atmosfæren her. For at varmekraftmaskina skal halde fram, må den tropiske syklonen halde seg over varmt vatn, som gjev syklonen fukta den treng. Fordamping av denne fukta aukar på grunn av den kraftige vinden og det reduserte lufttrykket i stormen, og fører til ein positiv tilbakekoplingsprosess. Når ein tropisk syklon kjem over land mister den raskt styrken sin. mini|Diagram som viser temperaturfall i Mexicogulfen når orkanane Katrina og Rita passerer over. Når ein tropisk syklon passerer over eit havområde kan havoverflatetemperaturen bli lågare, og det kan hindre syklonen i å utvikle seg vidare. Tropiske syklonar avkjøler havoverflata ved å fungere som «varmekraftmaskinar» som overfører varme frå havoverflata til atmosfæren gjennom fordamping. Avkjølinga kjem òg av oppvelling av kald vatn frå havdjupet. I tillegg kan havoverflata bli avkjølt av kalde regndropar som blir liggande ei stund i overflata. Skydekket hindrar solinnstråling, som igjen kan føre til kaldare vatn i havoverflata. Kombinasjonen av alle desse effektane kan føre til eit kraftig fall i havoverflatetemperaturen i eit større område på berre få dagar.
Forskarar ved det amerikanske National Center for Atmospheric Research har estimert at ein tropisk syklon frigjev 50 til 200 billionar joule kvar dag. Det er same energimengd på ein dag som om ein sprenger atombomber på 10 megatonn kvart 20 minutt.
Hovudrørsla av skyer i ein tropisk syklon er inn mot senteret av syklonen, men i store høgder strøymer skyene òg ut frå syklonen. Desse skyene kjem av luft som har frigjeve fukta si og blir ført oppover i systemet og ut horisontalt når lufta kjem opp til tropopausen. Denne horisontale luftstraumen i høgda skapar høge, tynne cirrusskyer som går ut frå senteret av syklonen i eit spiralmønster. Dei høge cirrusskyene er ofte det første teiknet på at ein tropisk syklon nærmar seg.
Fysisk struktur frame|right|Strukturen i ein tropisk syklon Ein kraftig tropisk syklon er bygd opp av følgjande komponentar:
Lågtrykk ved overflata: Alle tropiske syklonar roterer rundt eit lågtrykk nær jordoverflata. Trykket i sentrum av tropiske syklonar er blant dei lågaste ein har målt i havnivå på Jorda. Varm kjerne: Ein tropiske syklon er karakterisert og driven av store mengder latent varme som blir frigjeve når fuktig luft blir løfta oppover og vassdampen i lufta kondenserer. Denne varmen blir fordelt vertikalt rundt senteret av stormen. Derfor er temperaturen høgare i syklonen enn i dei omliggande områda (bortsett frå ved havoverflata der havet styrer lufttemperaturen). Cirrusskyer nær senteret: Cirrusskyene er toppen av toreskyene i augeveggen. Desse skyene er dei høgaste og kaldaste skyene i syklonen. Auge: Ein kraftig tropisk syklon har eit område med søkkande luft i senteret av sirkulasjonen. Vêret i auge er vanlegvis roleg og skyfritt (men havbølgjene kan vere ekstremt store). Auget er vanlegvis sirkulært og kan vere alt frå 3 km til 320 km i diameter. I svakare syklonar vil cirrusskyene ofte dekke senteret, og auge vil vere usynleg. Augevegg: Eit skyband som krinsar rundt auget. I dette område finn ein den kraftigaste vinden og dei største nedbørsmengdene. Dei største øydeleggingane får ein når augeveggen passerer over land. Regnband: Regnbyer og torevêr er organiserte i spiralforma band som går syklonsk rundt senteret av uvêret. Kraftige vindkast og kraftig nedbør er vanleg i dei individuelle regnbanda, med relativt rolegare vêr mellom regnbanda. Tornadoar kan oppstå i regnbanda til tropiske syklonar som går over land. Ringforma syklonar er kjende for å mangle regnband. Utstrauming: Dei øvre nivåa av ein tropisk syklon har vind med retning bort frå senteret av stormen i ein antisyklonsk rotasjon. Vind ved overflata er kraftig syklonsk, og blir svekka med høgda før dei til slutt reverserer seg sjølv. Det er den varme kjernen i senteret av dei tropisk syklonane som fører til dette spesielle vindmønsteret.
Korleis tropiske syklonar oppstår mini|Eit TRMM bilete som viser høgda på regnkolonnane i orkanen Irene (2005) mini|right|Bølgjer i passatvindane i Atlanterhavet - område med vind som konverger med dei storstilte vindsystema kan skape ustabilitet i atmosfæren som kan føre til at tropiske syklonar oppstår.
Forsking på korleis tropiske syklonar oppstår går føre seg for fullt og er framleis ein prosess ein ikkje fullt ut forstår enno. Ein treng seks generelle faktorar for å få danne ein tropisk syklon, sjølv om tropiske syklonar av og til kan oppstå utan at alle desse vilkåra er oppfylt:
Havoverflatetemperaturen må vere minst 26,5 °C ned til eit djup på minst 50 m. Når vatn har denne temperaturen vil atmosfæren like over havet bli ustabil nok til det kan oppstå konveksjon og torevêr. Rask avkjøling med høgda. Dette fører til at latent varme blir frigjeve, som er energikjelda til tropiske syklonar. Høg fukt, særleg i den lågare og midlare troposfæren. Når det er mykje fukt i atmosfæren ligg forholda til rette for at forstyrringar kan vidareutviklast. Lågt vindskjer. Når vindskjeret er stort, vil dette stoppe konveksjonen eller forstyrringane i syklonen. Avstand frå ekvator. Dette gjer at Corioliskrafta får vinden til å blese inn mot lågtrykkssenteret i eit sirkulasjonsmønster. Den minste avstanden er 500 km eller om lag 5 grader frå ekvator. Det må alt eksistere ei vêrforstyrring. Systemet må ha ein slags sirkulasjon i tillegg til eit lågtrykkssenter.
Generelt kan tropiske syklonar berre oppstå frå tre forskjellige type system: tropiske bølgjer, ikkje-tropiske lågtrykk og gamle frontsystem. Tropiske syklonar oppstår oftast frå tropiske bølgjer. Desse fører ofte til torevêr, som kan utvikle seg til tropiske syklonar. Eit liknande fenomen er byer som oppstår over Vest-Afrika og flyttar seg inn i Atlanterhavet, ofte som ein del av den intertropiske konvergenssonen. Tropiske syklonar oppstår òg ofte frå tråg i øvre del av troposfæren, som er lågtrykk med kald kjerne i stor høgde. Ein tropisk syklon med varm kjerne kan oppstår når desse arbeider seg nedover i troposfæren og dannar kraftig konveksjon. Tropiske syklonar som oppstår utanfor den vanlege tida på året oppstår oftast på denne måten. Til sist kan gamle frontsystem stoppe opp over varmt hav og produsere auka konveksjon. Vist det oppstår ein sirkulasjon under denne konveksjonen kan det utvikla seg til ein tropisk syklon.
mini|right|250px|Alle syklonbanar frå 1985 til 2005. Område med tropiske syklonar Dei fleste tropiske syklonar oppstår i eit område med mykje torevêr kalla den intertropiske konvergenssona som ligg nær ekvator og går rundt heile jorda.
Dei fleste av desse systema oppstår mellom 10 og 30 grader frå ekvator og 87 % blir danna innanfor 20 % frå ekvator. Fordi Corioliseffekten er med på å starte og oppretthalde rotasjonen til tropiske syklonar, oppstår dei sjeldan innanfor 5 grader frå ekvator der Corioliseffekten er minst. Men det har vore døme på tropiske syklonar som er blitt danna innanfor denne grensa.
Store havområde Vanlegvis oppstår tropiske syklonar i eitt av sju store havområde. Desse er nordlege Atlanterhavet, austlege og vestlege delar av Stillehavet (blir rekna som to område fordi tropiske syklonar sjeldan oppstår i sentrale område av Stillehavet), sørvestlege Stillehavet, det sørvestlege og søraustlege Indiahavet og det nordlege Indiahavet. Det vestlege Stillehavet er det mest aktive området, medan nordlege delar av Indiahavet er minst aktiv. På verdsbasis blir det danna i snitt 80 tropiske syklonar kvart år.
Nord-Atlanteren: Det mest utforska av alle tropiske havområde og inkluderer Atlanterhavet, Det karibiske havet og Mexicogolfen. Syklonane som oppstår her blir kalla tropiske orkanar. Talet på tropiske syklonar som oppstår her kvart år kan variere frå over tjue til eit par stykk. Gjennomsnittet er rundt ti. Austkysten av USA, Mexico, Sentral-Amerika, Karibia og Bermuda blir ofte råka av tropiske syklonar frå dette området. Venezuela, søraustkysten av Canada og Macronesia kan òg blir råka innimellom. Mange av dei kraftigare syklonane oppstår nær Kapp Verde-øyane. Ein sjeldan gong kan orkanar nå Vest-Europa Det nordaustlege Stillehavet: Dette er det nest mest aktive havområdet i verda og det området med størst tettleik av tropiske syklonar. Syklonar som blir danna her kan råke vestlege område av Mexico, Hawaii, nordlege delar av Sentral-Amerika, og i svært sjeldne tilfelle California og Arizona. Ein må derimot tilbake til 1800-talet sist gong ein orkan råka California.