8.3. Trópusi ciklonok

A trópusi ciklonok viszonylag kisebb, néhány 100 km átmérőjű trópusi eredetű ciklonok, amelyek igen alacsony légnyomással rendelkeznek, s nagyon heves szelekkel járnak (a maximális szélsebesség nagyobb, mint 33 m/s), heves esőket hoznak. Központi magjukban, a vihar szemében a szelek lanyhák és a felhőzet csekély. A szem átmérője néhányszor tíz kilométeres nagyságrendű.

A trópusi ciklonok kizárólag az óceánok felett alakulnak ki, ahol a felszíni hőmérséklet különösen magas (nagyobb, mint 26 °C). Ezért az északi félgömbön jellemzően május és november között fordulnak elő, maximális gyakoriságuk szeptemberben jelentkezik, míg a déli félgömbön kialakulásuk jellemző hónapja a március. A trópusi ciklonok keletkezése lényegében az ITCZ januári és júliusi szélső helyzetei által körülfogott sávban történik, az Egyenlítő körüli 5–8°-os sávon kívül. Ennek oka, hogy a Coriolis-erő horizontális komponense az Egyenlítő közvetlen közelében csekély (az Egyenlítőn zérus), ezért csak az Egyenlítőtől bizonyos távolságra tud az áramlás ciklonális pályára kényszerülni. A 8.5. ábrán az Indiai-óceán tágabb térségében kialakuló trópusi ciklonok átlagos számának évi menetét tüntettük fel. E területen lép fel az egész Földön kialakuló trópusi ciklonok 60–70%-a. Az objektumok mozgásuk során sohasem lépik át az Egyenlítőt, s vonulásuk során kezdetben nyugat felé tartanak, majd gyakorta északi irányt vesznek, és ha átlépik a kb. 20°-os szélességet, ismét keleties irányba mozognak.

 

Az Indiai-óceán tágabb térségében kialakuló trópusi ciklonok átlagos évenkénti száma, illetve évi menete

8.5. ábra: Az Indiai-óceán tágabb térségében kialakuló trópusi ciklonok átlagos évenkénti száma, illetve évi menete 10 × 10 fokos rácson

Mint láttuk, a két félgömb passzát rendszerének találkozásánál kialakuló konvergencia zóna a levegő feláramlása révén erős felhő- és csapadékképződéssel párosul. Ez természetesen nem állandó felhőzetet jelent, hanem térben véletlenszerűen kialakuló felhőcsoportokat. A szárazföldektől távolabb eső, különösen magas hőmérsékletű tengerfelszín fölött lévő felhő-csoportosulások (mezoskálájú konvektív komplexumok, MCC-k) olykor a szokásosnál is nagyobb mértékben megerősödhetnek, s belőlük trópusi ciklon alakulhat ki. Ez a kialakulási folyamat – amely az objektum gyorsuló forgásában és belső rendezettségének növekedésében nyilvánul meg – olykor igen hevesen, néhány óra alatt lezajlik, máskor napokon át tart.

Említettük, hogy a trópusi ciklon létrejöttében fontos szerepet játszik a meleg tenger fölötti nagy nedvességtartalom. A feláramló levegő ugyanis már kis magasság elérésekor nedves adiabatikusan kezd hűlni, ami a feláramlást egyre intenzívebbé teszi. A heves feláramlással felfelé távozó levegő nyomán a felszínen alacsony nyomás alakul ki. Ahogy a feláramlás erősödik, úgy válik a légnyomás egyre alacsonyabbá a rendszer középpontjában, és úgy áramlik a levegő a felszínen egyre távolabbról a felfelé mozgó levegő pótlására. A feláramló levegő a troposzféra felső részén szétáramlik (hiszen a feláramlás csak a tropopauzáig történhet, mivel a sztratoszférában fennálló stabil légrétegződés gátolja a további emelkedést). Mivel a nedves adiabatikusan hűlő, felfelé tartó levegő a környezeténél melegebb, a hidegebb levegő az áramlási rendszer középen lesüllyed. A leáramlás azonban felhőoszlató hatású, így a már trópusi ciklonnak nevezhető objektum középpontjában felhőmentes terület alakul ki. Ez a ciklon szeme. Mindezt a 8.6. ábra szemlélteti.

 

Trópusi ciklon szerkezete

8.6. ábra: Trópusi ciklon szerkezete

A ciklon felülnézeti 8.7. ábrája azt mutatja, hogy felhőzete spirális karokon helyezkedik el, melyek távolsága a ciklon szélén 50–80 km. Ahol a karok találkoznak, a szem körül, ott a legsűrűbb a felhőzet. A nedvesség szerepét az is mutatja, hogy gyakran egy nap alatt akár 500 mm csapadék is hullhat egy trópusi ciklonból. A középpontjában uralkodó alacsony légnyomás szemléltetésére álljon itt két számadat: a ciklon középpontjának környezetében a nyomási gradiens olykor elérheti a 3 hPa/km értéket, valamint trópusi ciklon belsejében észleltek már 870 hPa tengerszinti légnyomást.

 

Trópusi ciklon műholdképen

8.7. ábra: Trópusi ciklon műholdképen

Jóllehet a trópusi ciklonban nagyon heves a szél, maga az objektum mozgása viszonylag lassú (8.8. ábra). Élettartamát alapvetően az határozza meg, hogy meddig tartózkodik a meleg óceán felett. Ha ugyanis hideg tengeráram (pl. Kaliforniai-áram) fölé érkezik, a hideg vízfelszín blokkolja a feláramlást. Kontinens fölé érve a nedvesség utánpótlása drasztikusan csökken, ráadásul a felszíni súrlódás is megnő, ami szintén a rendszer leépüléséhez vezet. Ha a trópusi ciklon eljut a magasabb szélességekig, akkor ott a felső-troposzféra erős szélnyírása (vertikális sebességkülönbsége) miatt felbomlik. Ha azonban e szélességeken nem fokozatosan, hanem hirtelen találkozik hideg légtömeggel, akkor erős hőmérsékleti aszimmetria jön létre, ami új energiaforrást jelent, mely egy erőteljes mérsékelt övi ciklon keletkezéséhez vezethet. Ilyen jelenség gyakran fordul elő Észak-Amerika keleti partjainál. Az így létrejövő ciklon esetenként Európa partjait is elérheti.

A trópusi ciklon a középponti alacsony nyomásával és a benne uralkodó ciklonális áramlásával ugyanúgy viselkedik, mint a mérsékelt övi ciklon. Fontos különbség azonban, hogy frontok egyáltalán nincsenek benne, továbbá mérete csaknem egy nagyságrenddel kisebb, s élettartama is általában számottevően rövidebb.

 

Az Isabel hurrikán fejlődése 2003 őszén

8.8. ábra: Az Isabel hurrikán fejlődése 2003 őszén (METEOSAT-8 műholdfelvételek kompozit képe). Forrás: EUMETSAT