Onmogelijk of onwaarschijnlijk? Orkaan die de evenaar kruist

Geen enkele bekende orkaan heeft ooit de evenaar gepasseerd. Orkanen hebben de Coriolis-kracht nodig om zich te ontwikkelen en vormen zich in het algemeen op ten minste 5 ° van de evenaar, aangezien de Coriolis-kracht daar nul is.

Zijn de fysica van de aarde en tropische systemen zodanig dat het voor een orkaan onmogelijk is om de evenaar over te steken na de vorming, of zijn de krachten die hiertegen werken zo sterk dat een evenaar doorkruisende orkaan een buitengewoon zeldzame gebeurtenis die we misschien niet zien in meer dan 1000 jaar?

Tracks en intensiteit van alle tropische stormen

Opmerkingen

  • Voor zover ik begrijp, is het fysiek onmogelijk voor een orkaan die op het ene halfrond is gevormd om door te gaan op het andere halfrond als het Coriolis-effect (geen kracht!) is in tegengestelde richting gericht. Door de evenaar over te steken zou de orkaan stoppen met draaien, en alleen als de omstandigheden precies aan de andere kant van de evenaar zijn (of moet ik zeggen de intertropische convergentiezone?), Zou een nieuwe orkaan kunnen ontstaan uit de vrijgekomen energie van de oorspronkelijke orkaan. Maar aangezien dit meestal (een opgeleide?) Is, denk ik niet dat ‘ niet denk dat het een antwoord verdient.
  • Is het technisch onjuist om ‘ Coriolis Force ‘ als het slechts een schijnbare kracht is, geen echte? Ik ‘ heb algemeen bekend dat het effect wordt aangeduid als een ‘ kracht ‘ zelfs als dit een verkeerde benaming is.
  • @ DrewP84 het is een kracht in ons referentiekader, en vertegenwoordigt een term in onze bewegingsvergelijkingen in dat referentiekader, dus ik beschouw het als correct. We zeggen ook ” forceer ” wanneer we het echt hebben over versnellingen (aangezien we massa uit alles verdelen), zodat het ‘ kan niet erger zijn dan dat.
  • Mooi artikel over het onderwerp in de Weather Underground .
  • ” Het Coriolis-effect is geen kracht ” is een redelijk vergelijkbaar argument als ” daar ‘ s niet zoiets als middelpuntvliedende kracht ” … En dat maakt het bijna verplicht voor mij om te koppelen naar xkcd.com/123 🙂

Antwoord

Onwaarschijnlijk.

Het is algemeen bekend dat de Coriolis-kracht nodig is om een orkaan te vormen, en het cijfer van 5 o N / S als minimum voor vorming wordt op grote schaal gepubliceerd. Je kunt ook gegevens vinden van tropische stormformatie nabij India, zo ver naar het zuiden als 1,4 o N.

Het probleem van het oversteken van de evenaar is echter geen orkaanvorming, het is een orkaanbeweging. Als gevolg van Coriolis zal een orkaan die aanvankelijk parallel aan de evenaar beweegt, een poolwaartse component beginnen te krijgen. , waardoor het weg van de evenaar wordt verplaatst. Maar omdat dit te wijten is aan Coriolis, zou dit effect niet zo sterk zijn als je een storm dicht genoeg bij de evenaar zou kunnen krijgen. Dit zou een onwaarschijnlijk spoor zijn, maar ik ben niet bereid om het onmogelijk te noemen. We hebben niet zo lang satellieten gehad, en alles wat we echt kunnen zeggen is dat het niet is gebeurd sinds we kijken.

Als een storm de evenaar passeerde, wat zou het dan doen? Eerst niets, maar naarmate het verder naar het tegenoverliggende halfrond trok, zou Coriolis de storm tegenwerken en zou het afzwakken, ongeorganiseerd raken en ophouden een orkaan te zijn, en waarschijnlijk een overblijfsel laag worden.

Een tropische verstoring heeft de evenaar overschreden. Een van deze verstoringen deed zich voor op 27 juni 2008 in het Atlantische stroomgebied (zuid naar noord) dat enige tijd met de klok mee bleef bewegen:

geanimeerde satellietlus

Reacties

  • Dit weerspiegelt ook mijn begrip. Ik ‘ ben benieuwd naar de evolutie van het tropische systeem dat zich in de buurt van 1,4 heeft gevormd ° N. Weet je toevallig in welk jaar dit plaatsvond? Er staat een traject op de afbeelding boven een cycloon ten zuiden van India die aanvankelijk richting de evenaar beweegt, maar al snel naar het noordwesten draait. Neemt het bèta-effect toe in een orkaan naarmate het dichter bij de evenaar komt, waardoor het in wezen steeds moeilijker wordt om de evenaar te bereiken?
  • @ DrewP84 Die storm was de tropische storm Vamei in 2001. Er is een onvolledige lijst van andere stormen op en.wikipedia.org/wiki/List_of_Equatorial_tropical_cyclones . Mijn begrip van bèta-effect en orkanen is dat het naar de evenaar zal worden verminderd. Ik ‘ heb ook een bewerking toegevoegd boven een storing die de evenaar heeft overschreden.
  • Bedankt!Ik heb die geanimeerde lus opgemerkt van 26-27 juni 2008. Heel interessant! Ik las enige speculatie dat het een kleinere mesolage-functie had kunnen zijn in plaats van een echte cycloonvoorloper.
  • @ DrewP84 Ik bedoelde niet ‘ om die specifieke storing te suggereren ontwikkeld tot iets meer, alleen dat in het algemeen een verstoring aan een cycloon voorafgaat. Ik vond enkele anekdotische vermeldingen van een andere soortgelijke storing die later uitgroeide tot een cycloon, maar ik kon geen enkele referentie vinden die ik daadwerkelijk kon opvolgen, en het geluid bij het googlen naar stormen die de evenaar oversteken is enorm (zoals je misschien al hebt gedaan). opgemerkt).
  • @casey – lijkt erop dat TC en.wikipedia.org/wiki/Cyclone_Agni de evenaar heeft overschreden.

Antwoord

Het Coriolis-effect is nodig voor VORMING maar NIET voor ONDERHOUD van een tropische cycloon.

Eenmaal gevormd, in een volwaardige tropische cycloon met orkaanintensiteit, is de windbalans cyclostrofisch, tussen de drukgradiënt en de middelpuntvliedende kracht, waarbij het Coriolis-effect in vergelijking verwaarloosbaar is.

Dit geldt vooral als de tropische cycloon klein maar intens is. Dus een volwaardige tropische cycloon met een orkaanintensiteit zou GEEN problemen ondervinden als hij de evenaar zou oversteken.

De circulatie ervan zou als barisch worden geclassificeerd voordat ze de evenaar oversteken en daarna als antibarisch. Dus een volwaardige tropische cycloon met orkaanintensiteit zal NIET verzwakken bij het oversteken van de evenaar vanwege het omgekeerde Coriolis-effect (hoewel het kan verzwakken of versterken door andere oorzaken).

Een antibarische cycloon is volledig in overeenstemming met de bewegingswetten. Behalve op de kleinste schalen zoals stofduivels of draaikolken is het moeilijk te initiëren, maar eenmaal geïnitieerd kan het stabiel zijn.

Een tropische cycloon die de evenaar kruist, is misschien wel de enige manier waarop een antibarische cycloon op synoptische schaal kan worden geïnitieerd. Als een tropische cycloon, vooral een grote, de evenaar passeert en een aanzienlijke breedtegraad bereikt op het tegenoverliggende halfrond, zeg maar de buitenste tropen of lagere middelste breedtegraden, dan is de gradiëntwindbenadering in plaats van de cyclostrofische windbenadering van toepassing.

Maar antibarische gradiëntwind is nog steeds een stabiele stroom. Zie bijvoorbeeld James R. Holton en Gregory J. Hakim, Dynamic Meteorology Fifth Edition, sectie 3.2.5 op pp. 74-77.

In barische gradiëntstroming balanceren de Coriolis- en middelpuntvliedende krachten naar buiten de drukgradiëntkracht die naar binnen werkt.

Bij antibarische stroming brengt de naar buiten werkende middelpuntvliedende kracht de drukgradiënt en de naar binnen werkende Coriolis-krachten in evenwicht.

Dus voor een gegeven drukgradiënt en kromtestraal van de isobaren, moet de middelpuntvliedende kracht sterker zijn, en dus de windsnelheid hoger, voor een antibarische tropische cycloon dan voor een barische.

Dit betekent niet dat een tropische cycloon moet intensiveren als hij de evenaar passeert. Of het nu barisch of anitbaar is, de intensiteit wordt bepaald door de beschikbare energie of exergie die overeenkomt met de temperatuur van het zeeoppervlak en de tropopauze (met mogelijke aftrek voor windschering, meesleuren van droge lucht, landinteractie, enz.)

De eerste en tweede wet van de thermodynamica vereisen dat de drukgradiënt en kromtestraal van de isobaren zich moeten aanpassen aan de exergietoevoer — niet andersom.

Volgens Holton en Hakim kan een antibarische (synoptische schaal) orkaan gemakkelijk bestaan als deze gecentreerd is, bijvoorbeeld slechts een paar graden van de evenaar op het tegenoverliggende halfrond, maar dit wordt steeds moeilijker en dus steeds onwaarschijnlijker met toenemende breedtegraad op het tegenoverliggende halfrond.

Of het op een bepaalde breedtegraad op het andere halfrond absoluut onmogelijk wordt, kan een open vraag zijn.

Kleinschalige antibarische cyclonen (stofduivels, draaikolken, waterspuiten en in mindere mate tornados) kunnen gemakkelijk voorkomen op elke breedtegraad waar voldoende exergie bestaat om ze te genereren en te onderhouden.

Opmerkingen

  • Je hebt me daar gebracht, ooit heb ik nogal wat TC-onderzoek gedaan, inclusief vortexprofielen, en ik denk dat die kennis wegkwam. Dat gezegd hebbende, op basis van dit (geen echte onderzoeksreferentie, maar behoorlijk scherp), heb je ‘ gelijk dat er is een cyclostrofisch gebied … hoewel het ‘ alleen de kern is die cyclostrofisch is (zodat ‘ nog steeds problemen heeft met de TC zoals het kruiste)? Je klinkt behoorlijk goed op de hoogte van TC-dynamiek, kun je bewerken om een betere referentie voor mensen op te nemen? Maar goede informatie / antwoord, goed gedaan.
  • Op uw nieuwe advertentie (over antibarisch evenwicht), zoals u zegt, v reageert niet ‘ niet om het saldo te creëren … de balans moet stabiel zijn om te blijven bestaan. En dus als Coriolis afneemt bij het oversteken, zal de stroom gewoon naar binnen gaan en zal de storm verzwakken …en dan als Coriolis toeneemt in de tegenovergestelde richting, is er ‘ nog helemaal niets om een daarmee overeenkomende snelheidstoename te bevorderen. Het moet dus steeds verder van elke balans (antibarisch of anderszins) afdwalen. Het ‘ is een leuk idee, maar het ‘ is niet als een supercel die actief de vorticiteit genereert om het te laten gebeuren.
  • Hoewel voor zover ik weet, geen enkele tropische cycloon ooit de evenaar is overgestoken, zijn er enkele gecentreerd geweest tot op ongeveer 1 breedtegraad van de evenaar. Dus bijna de helft van de circulatie bevond zich aan de andere kant van de evenaar en dus antibarisch, en werkte prima. We hebben één tropische cycloon nodig om de evenaar over te steken naar ten minste de buitenste tropen in het tegenoverliggende halfrond om een experimentele test van volledige antibariciteit te kunnen leveren.
  • Ik denk dat technisch gezien één inch over de evenaar de circulatie antibarisch zou zijn. maar in schaalanalyse zou Coriolis verwaarloosbaar zijn. Binnen een paar graden van de evenaar zou het in feite een eenvoudige pgf / centrifugale balans zijn, toch? Zoals ik het begrijp, stijgt een TC naarmate de druk daalt als gevolg van latente warmteafgifte … dan stroomt de isoallobarische wind naar binnen, maar Coriolis balanceert een percentage ervan, wat ertoe leidt dat een deel een verhoogde rotatie krijgt. Maar eenmaal over de evenaar, zou Coriolis zich verzetten tegen de bestaande rotatie, dus ‘ zou v niet kunnen toenemen …
  • Een antibarische draaikolk kan zeker bestaan als de omgekeerde rotatie van de carrousel voldoende langzaam is. Naarmate de snelheid van de omgekeerde rotatie van de carrousel toeneemt, wordt het waarschijnlijk steeds moeilijker. Met welke snelheid van de omgekeerde rotatie, indien aanwezig, het absoluut onmogelijk wordt, kan een open vraag zijn.

Antwoord

Hier is een gearchiveerde opmerking op de website van NASAs Earth Observatory, betreffende naar schatting eens in de 100-400 jaar equatoriale cycloon – tyfoon Varmei in december 2001.

https://earthobservatory.nasa.gov/images/3441/a-rare-cyclone-on-the-equator

Reacties

  • Interessant, maar nergens vermeldt het artikel dat de tyfoon oversteeg de evenaar
  • Inderdaad. Ik kwam een korte, niet-technische opmerking tegen van Gary Barnes, hoogleraar Meteorologie aan de Universiteit van Hawaï, die in overeenstemming lijkt te zijn met de algemene mening in dit forum dat ja, een draaiende storm de evenaar zou kunnen oversteken, maar er lijkt om geen record te zijn van iemand die dit daadwerkelijk doet. soest.hawaii.edu/GG/ASK/hurricanes.html
  • Uw antwoord bevindt zich in een ander kasteel . bewerk de belangrijkste zaken in uw tekst.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *