Dzisiaj o godzinie 1:00 naszego czasu huragan Frances opuścił półwysep Floryda. Obecnie Frances znajduje się nad północną częścią Zatoki Meksykańskiej. (nowa treść i nowe zdjęcia!)

Szalejący huragan

Oko huraganu Frances przesunęło się w nocy z piątku na sobotę nad archipelag Bahama. W czasie największego nasilenia sztormu wiatr osiągnął przędkość 130 kilometrów na godzinę.

Huraganowe wiatry wiejące z prędkością 150 kilometrów na godzinę wyrządziły znaczne szkody. W wyniku uszkodzenia sieci elektrycznej ponad milion ludzi zostało odciętych od prądu.

Przybrzeżna autostrada w południowo-wschodniej części półwyspu Floryda podczas największego uderzenia huraganu.

Aby uchronić lokalną ludność władze Stanów Zjednoczonych zorganizowały największą w historii kraju akcję ratunkową. Około 2,8 miliona ludzi zostało ewakułowanych ze swoich domów.

Kosciół baptystów na plaży Cacao Beach – iglica została zdmuchnięta przez huraganowy wiatr i wbiła się w dach nawy głównej. Wiele budynków zostało poważnie uszkodzonych podczas przejścia Huraganu Frances nad półwyspem Floryda.

Wnętrze kościoła baptystów na plaży Cacoa Beach. Na zdjęciu widać przewróconą iglicę, która przebiła poszycie dachu.

Po burzy w centrum kosmicznym Kennedy’ego

Na teren bazy rakietowej weszły dzisiaj(7 września) ekipy usuwania szkód. Pełną parą ruszyły prace naprawcze.

Pomimo że w rejonie bazy morze wystąpiło z brzegów, powódź nie objęła swym zasięgiem zabudowań centrum kosmicznego. Także wiatr nie wyrządził większych szkód naziemnym konstrukcjom platform startowych. Jednak ekipy sprzątające i remontowe będą miały dużo pracy. Teren bazy jest zaśmiecony, a zabudowania nie ustrzegły się drobnych uszkodzeń takich jak stłuczone szyby, czy zatarasowane chodniki.

(po lewej) Huragan Frances nasuwa się na półwysep Floryda. (po prawej) Prognoza powodziowa, najniżej położone tereny zagrożone zalaniem przez spiętrzone przez wiatr masy wód oceanicznych (kolor niebieski)

Co napędza huragan?

Termiczna energia zgromadzona w olbrzymich masach wód oceanicznych, nazywany potencjałem cieplnym tropikalnego cyklonu (tropical cyclone heat potential – TCHP) jest podstawowym źródłem napędzającym huragan.

Na diagramie temperatury wód podpowierzchniowych nałożono trasę huraganu frances. Rozmiar szarych kół charakteryzuje wielkość huraganu w danym momencie.

Fluktacje temperatury na powierzchni oceanu, takie jak obszary konwekcyjnych ruchów wód powierzchniowych, wiry, czy prądy morskie wprawiają w ruch powietrze nad nimi. Tego typu zaburzenia w atmosferze nad oceanem mogą być początkiem huraganu, bądź cyklonu.

Ciepłe wody oceaniczne mogą wskutek ruchów konwekcyjnych znaleźć się nawet 100 metrów pod powierzchnią. Takie podwodne bąble ciepłej wody mają ogromny potencjał huraganotwórczy TCHP. Wiele huraganów podróżując nad obszarami ciepłych wód zwiększyło wielokrotnie swoją siłę.

Diagram przedstawiający rozkład temperatury chmur huraganu Frances i otaczającej go wody morskiej. Obraz powstał na podstawie danych z termometru AATSR (Advanced Along Track Scanning Radiometer) umieszczonego na pokładzie Envisata.

Na przykład Huragan Opal przechodząc w 1995 nad gorącymi wodami Zatoki Meksykańskiej zwiększył sześć razy swoją moc i stał się tropikalnym cyklonem.

Przeprowadzone w ostatnich latach badania wskazują, że największe znaczenie wcale nie ma temperatura wierzchniej warstwy wód oceanu, lecz ta zmierzona kilka metrów pod ich powierzchnią. Niestety zmierzenie tej temperatury nie jest możliwe przy użyciu zwykłego satelitarnego spektrometru. Przez wiele lat fluktuacje temperaturowe w oceanie były nieprzewidywalne ponieważ konwekcyjne wiry ukrywały się pod cienką i stabilną warstwą letniej wody.

Rozkład ciśnienia w wierzchniej warstwie chmur huraganu Frances. Obraz wykonany przy wykorzystaniu urządzenia MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) znajdującego się na pokładzie Envisata. Na diagramie doskonale widoczna jest struktura huraganu: po środku oko, otoczone grubą ścianą chmur z odchodzącymi od niej spirlnymi ramionami, które w rzeczywistości są samodzilnymi chmurami burzowymi.

Silne wiatry cyklonu powodują przerwanie wierzchniej warstwy wód. Zerwanie izolującej warstwy zwieksza wielokrotnie przepływ energii między powietrzem, a będącą w ciągłym ruchu konwekcyjnym wodą. Szybkie stygnięcie powierzchni przyspiesza jeszcze konwekcje, wywołując swego rodzaju reakcje łańcuchową. W jej wyniku mający 100 metrowów głębokości bąbel ciepłej wody nagle ochładza się oddając olbrzymie zapasy swoeje energii cieplnej huraganowi.

Cyklon działa podobnie jak turbina parowa. Podczas zapadania się “oceanicznego bąbla” energia cieplna zostaje spożytkowana na odparowanie wielkich ilości wody. Nad powierzchnią oceanu wytwarza się nagle bardzo duże ciśnienie, co powoduje przesuwanie się mas powietrza w górę. Poruszający się w pionie gaz napędza wielki wirnik cyklonu. Jego skrzydłami są masy zimnego i ciężkiego powietrza.

Jak przewidzieć zachowanie huraganu?

Grupa badaczy z US National Oceanic and Atmospheric Administration’s Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory (NOAA/AOML): Gustavo Goni Joaquin Trinnes oraz Peter Plack pracują nad znalezieniem dokładnej metody wykrywania huraganów i przewidywania ich ruchu. Metoda oparta jest na ocenie potencjału TCHP na powierzchni oceanu. W tym celu naukowcy wykorzystują zdjęcia z Envisata.

Mapa przedstawia przewidywaną trasę huraganu Frances. Linia ciągla obrazuje najbardziej prawdopodobny tor ruchu oko cyklonu. Obszar w kształcie kropli obejmuje tereny, na których w skrajnych warunkach może znaleźć się centrum huraganu. Animację ruchu huraganu można obejrześ na stronie NHC/TPC.

Fluktuacje w występujące w wodach oceanicznych mają kluczowe znaczenie dla oceny zachowania huraganu. Rozkład obszarów o dużym potencjale TCHP decyduje o wielkości, sile i kierunku ruchu powstającego cyklonu” – tłumaczy G. Goni. “Jeżeli warunki są sprzyjające, cyklon może czerpać prawie niewyczerpane ilości energii z każdego z obszarów o dużym TCHP na jego drodze. Swoje badania oparłem zjawisku będącym konsekwencją podwodnej konwekcji. Nad obszarami fluktuacji powierzchnia oceanu jest nieznacznie podniesiona, o około 30cm. Takie różnice wysokości mogą być wykryte przez odpowiednio złożony system radarowy.

Radarowy wysokościomierz na Envisacie (RA-2) wysyła w kierunku Ziemi ponad sto sygnałów na sekundę. Mierząc czas ich powrotu z dokładnością do jednej miliardowej sekundy satelita jest wstanie z odległości kilkuset kilometrów wykryć 2 centymetrową różnicę wysokości.

Huragan Frances nad Florydą

NOAA/AOML wykorzystuje do swoich badań także inne satelity wyposażone w radar, na przykład GFO. Dane pochodzące z różnych satelitarnych radarów są przetwarzane, co umożliwia osiągnięcie niezwykłej dokładności. Dzięki takim badaniom udało się ustalić dużo wcześniej trasę huraganu Frances. “Do niedawna był to jedynie naukowy program badawczy. Chcieliśmy dokładnie poznać każdy szczegół życia huraganów. Jednak ostatnio technika ta została zastosowana w praktyce przez National Hurricane Center Na podstawie map potęcjału TCHP sporządzane są ostrzeżenia huraganowe dla ludności cywilnej” – stwierdza na koniec G. Goni.

Niedawno pojawił się także komercyjny program badania prędkości wiatru i stanu morza oparty na satelitarnym pomiarze wysokości. Zajmująca się tym francuska firma nosi nazwę Collecte Localisation Satellites (CLS).

Autor

Marcin Nowakowski