Глаз шторма это такое что
Что такое ураган и почему «Харви» так опасен: ярость природы
Ежедневно мы узнаем все больше печальных новостей о том, как мощный ураган «Харви», свирепствующий на территории Мексиканского залива, вызывает все больше разрушений и уносит всевозрастающее число человеческих жизней. Ураганы, тайфуны — все это практически незнакомо жителям средней полосы, а потому мы решили рассказать вам о том, что же на самом деле представляет собой это стихийное бедствие.
Что такое ураган
У термина «ураган» есть два основных значения. Во-первых, ураган — это шторм, то есть очень сильный ветер, скорость которого превышает 30 м/с. Часто такие штормы сопровождаются сильными волнениями на море или океане. Однако нас интересует второе, более узкое и привычное значение, согласно которому ураган — это погодная система низкого давления. Она возникает над нагретыми участками открытой воды достаточного размера и сопровождается мощными грозами, ливнями и штормами. Из космоса ураган похож на огромную воронку из облаков: он получает энергию от того, что теплый влажный воздух поднимается вверх, после чего влага конденсируется в форме водяного пара и выпадает дождем, а ставший сухим теплый воздух при этом опускается вниз. Ураганы также называют «циклонами с теплым ядром», поскольку принцип действия полярных и внетропических циклонов совершенно иной.
Само слово «ураган» происходит от имени майянского бога ветра — Хуракана. Существует и еще одно популярное название урагана — «тропический циклон». А вот в Японии и на Дальнем Востоке ураганы называют тайфунами. Они возникают и поддерживают свою силу только над поверхностью крупных водоемов, и если ветер снесет ураган на сушу, тот быстро исчерпает себя. Поэтому сильнее всего от стихии страдают именно прибрежные районы, но ливневые дожди, порожденные ураганами, часто вызывают обширные наводнения даже на расстоянии 40 км от берега.
Несмотря на то, что тропические циклоны часто наносят огромный ущерб инфраструктуре, абсолютным злом их назвать нельзя. Во-первых, именно благодаря ураганам в некоторых районах Земли прекращается засуха и возобновляется растительный ландшафт. Во-вторых, тропические циклоны переносят большое количество энергии от экваториальных широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. Это приводит к уменьшению температуры на различных участках поверхности планеты, так что она избегает перегрева и сохраняет стабильно-умеренный климат.
Тайна «глаза» урагана, которую по сей день не могут разгадать ученые
Именно поэтому метеорологам приходится внимательно следить за «глазами» ураганов. Эти странные явления дают бесценную информацию о том, насколько сильными и разрушительными будут ураганы и какие регионы пострадают от них больше всего. И все же, несмотря на интенсивное внимание как к самым ураганам, так и к тайнам их «глаз», исследователям сложно понять, как они формируются. В статье, опубликованной в 2006 году, было дано около сотни объяснений того, как образуются «глаза» ураганов, но многие из них явно противоречат друг другу, поэтому финальную точку в этом вопросе все еще предстоит поставить.
Однако новая статья, опубликованная 12 января в журнале Physical Review Fluids, проливает немного света на этот вопрос.
Сложности моделирования процесса образования «глаза» урагана
Авторы статьи пишут, что выяснить природу образования «глаза» и смоделировать его очень сложно, так как внутренняя структура ураганов и других циклонов зависит от нескольких сил и явлений, и при этом все они очень сложные и плохо изученные. Ученым все еще не удается понять, как взаимодействуют эти сложные системы.
Несмотря на то что внешне все «глаза» ураганов похожи, ученые даже не смогли определить, действительно ли одни и те же механизмы отвечают за разные классы атмосферных вихрей. Учитывая отсутствие этого фундаментального понимания, невозможно с уверенностью определить правила формирования этих «глаз».
Модель атмосферного циклона
Несмотря на все сложности работы, исследователям удалось создать, по их словам, самую сложную модель атмосферного циклона, которую они описали в статье, опубликованной в Journal of Fluid Mechanics в январе 2017 года.
В статье 2018 года ученые писали, что моделирование «глаза» циклона требует особой осторожности. Также они подчеркнули, что при создании их модели не были учтены такие существенные характеристики атмосферных вихрей, как вертикальная стратификация температуры воздуха, изменяющаяся анизотропная вязкость вихря, а также скрытое тепловыделение из-за конденсации водяного пара.
Тем не менее ученые называют свою модель разумным, но упрощенным аналогом тропического шторма, который может формироваться в реальных условиях.
При каких условиях формируется «глаз» урагана?
Благодаря своей модели исследователи обнаружили, что «глаз» урагана не может сформироваться без соблюдения четырех граничных условий. Вот они:
Важным моментом здесь является то, что глаз циклона образуется при правильном балансе внутреннего трения шторма, его скорости и силы вращения Земли, которая действует на шторм (по крайней мере, в этой упрощенной модели, созданной учеными).
Исследователи подчеркивают, что полученные ими результаты не в полной мере позволяют ответить на вопрос, почему в ураганах формируются «глаза», поскольку в созданной ими модели не были учтены слишком многие факторы. Кроме того, существует вероятность, что в реальности ураганы формируются совсем не так, как в случае моделирования. Также их модель не охватывает другие формы атмосферных циклонов, к примеру торнадо.
Перспективы нового исследования
Так есть ли польза от этого исследования? Ученые пишут, что оно позволяет определить, в каком направлении двигаться дальше, чтобы изучить образование «глаз» циклонов, поскольку отвечает на некоторые основные вопросы об ураганах. А именно: почему они формируются именно так, а не иначе, и что позволит метеорологам лучше прогнозировать поведение штормов?
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Где-то во второй половине 1820-х годов британский морской офицер Роберт Фицрой разработал и описал необычный метеорологический прибор, известный как штормгласс. Эффективность его не доказана и по сей день, но купить его можно.
История вкратце такова.
Роберт Фицрой, аристократ, морской офицер, выпускник Королевского военно-морского училища в Портсмуте в октябре 1828 года был назначен капитаном знаменитого судна «Бигль» — исследовательского барка, принявшего участие в четырёх гидрографических экспедициях. В третьей экспедиции принимал участие сам Чарльз Дарвин — исследования, сделанные в ходе этого плавания, легли в основу многих научных работ великого учёного.
Фицрой учёным не был — он был в первую очередь моряком, причём на момент вступления в должность очень юным, ему исполнилось всего 23 года. При это он показал себя блестящим капитаном и очень инициативным человеком — собственно, приглашение на борт натуралиста Дарвина произошло именно с лёгкой руки Фицроя (это была кругосветная экспедиция 1831−1836 годов).
Живо интересуясь природными явлениями, Фицрой, поступив на «Бигль», задался идеей построить предсказывающий изменения морской погоды прибор — достаточно компактный, чтобы работать на корабле. И он его построил.
Штормгласс Фицроя представляет собой герметично запаянную стеклянную колбу, внутри которой находится смесь различных химических компонентов: дистиллированной воды (33 мл), этанола (40 мл), нитрата калия (2,5 г), хлорида аммония (2,5 г) и камфоры (10 г). Эта смесь по наблюдениям Фицроя оказалась крайне чувствительна к изменениям температуры, влажности, давления. Свои наблюдения за содержимом сосуда он описал в одной из последующих работ (впоследствии Фицрой стал главой Департамента метеорологии и в 1862 году опубликовал знаменитейшую «Книгу о погоде»).
По наблюдениям Фицроя поведения смеси выглядело следующим образом:
— она была чистой, прозрачной и жидкой при светлой, солнечной, штилевой погоде;
— она мутнела, если погода была облачной;
— в ней образовывались отдельные точки помутнения, если за бортом был туман;
— жидкость была мутной и с отдельными точками застывания перед грозой;
— если точки застывания были в прозрачной жидкости, это предвещало снег;
— крупные кристаллические хлопья — к снегопаду;
— иглистые кристаллы предвещали заморозки;
— мутные нити у дна обещали ветреный день.
До сих пор не доказана ни правота Фицроя, ни его заблуждение. Некоторые характеристики штормгласса подтверждаются современными исследованиями, некоторые — нет. Штормгласс уже давно не нужен, поскольку погоду мы научились предсказывать более точными устройствами, и этот необычный прибор окончательно стал историческим артефактом. Независимо от того, на какие конкретно погодные условия реагирует состав фицроевое смеси, выглядит это со стороны очень красиво.
А купить такой прибор можно например тут
Штормгласс – твоя личная метеостанция
В это время года нас не может не радовать стабильность нестабильной погоды: дождь, снег, ветер, туман, или вообще – все лучшее сразу. Сегодня подобные перепады мало кого могут застать врасплох, ведь ты всегда можешь узнать в интернете прогноз погоды с точностью до часа или купить дорогостоящую и суперфункциональную метеостанцию. Ну, или как минимум за твоим окном старый добрый термометр информирует тебя о температуре за бортом.
Блага цивилизации – это замечательно, и никто не оспаривает их важность или удобство, но, цитируя известный фильм, иногда хочется воскликнуть: «Господи, как скучно мы живем! В нас пропал дух авантюризма! Мы перестали делать большие хорошие глупости…» Если ты разделяешь наш порыв и настроение, давай попробуем вместе соорудить очень интересную штуковину, которая позволит нам немного «похимичить» и сделать полезный агрегат для определения погоды.
Штормгласс был изобретен в середине 1700-х годов и отлично прижился практически на каждом судне и в каждом Европейском порту, ведь прибор умело распознавал приближение непогоды. Но мировую известность Штормгласс получил благодаря адмиралу Фицрою, который использовал его в своем путешествии вместе с Дарвином на Галапагосские острова. Поэтому второе название прибора – «FitzRoy Storm Glass».
Благодаря использованию водки, а не чистого этанола и воды, данные пропорции немного отличаются от традиционных, но все же рецепт оптимально сбалансирован, чтобы достичь оригинального эффекта. Большим плюсом является то, что химический раствор не требует чрезвычайной точности, чтобы работать должным образом.
1. Что нужно для создания Штормгласса
• Водка, 100% проверенная (50% этанол) – 300 мл;
• Камфора – 28 г (1 унция);
• Нитрат калия – 10 г;
• Хлорид аммония – 10 г.
Возможно, придется проявить смекалку, чтобы раздобыть некоторые элементы, но если ты смотрел сериал «Во все тяжкие», то должен понимать, что нет никаких преград для достижения целей. Тем более, что нитрат калия или хлорид аммония может быть заменен на другие растворимые соли, например, хлорид натрия.
2. Процесс приготовления
Если ты собрал все нужные элементы, то считай, что самая сложная часть уже позади. Теперь нужно налить в стеклянную емкость (в идеале химическую широкую колбу) водку, добавить в нее нужное количество камфоры и нитрата калия. Не забудь про хлорид аммония.
Кристаллы внутри Штормгласса растворяются и возникают самостоятельно, так как температуре свойственно меняться каждый день. Если хочешь начать эксперимент с чистого листа и добиться заново полной прозрачности жидкости, то следует поместить используемую колбу в кастрюлю и устроить небольшую термическую обработку «водной баней» в течение 10 минут, чтобы полностью растворить старые кристаллы. Обязательно обрати внимание на то, что крышку необходимо ослабить, чтобы предотвратить избыточное давление от нагрева.
3. Обозначение
Так как данная инструкция была написана, основываясь на оригинальной методике, то и трактовать значение будем соответственно: с помощью книги «Фармацевтических формул» Питера МакЭвана, опубликованной в 1908 году.
Толкование изменения раствора
• Прозрачная жидкость: хорошая ясная погода;
• Кристаллы на дне: густой воздух, мороз зимой;
• Мутная жидкость с мелкими звездочками: грозы;
• Большие хлопья: тяжелый воздух, пасмурное небо, снег зимой;
• Помутнение в верхней части: ветреная погода;
• Маленькие точки: влажная погода, туман;
• Рост хлопьев, которые остаются высокими: ветер в верхних слоях воздуха;
• Маленькие звезды: зимой ясные, солнечные дни, снег один или два дня;
• Чем выше кристаллы растут в стеклянной трубке зимой, тем холодней будет.
В общем, чувак, теперь ты основательно подготовился к приходу зимы и никакие капризы погоды тебе больше не страшны. Главное, одевайся потеплее и будь аккуратнее с химикатами.
Если не поленишься и сделаешь эту крутую штуковину, обязательно похвастайся нам своим творением.
Глаз шторма это такое что
Соблазн точного предсказания погоды и сегодня велик. А в эпоху парусного кораблестроения этот вопрос вообще входил в категорию насущных. И занимались им светлейшие умы своего времени, конструируя хитроумные приборы, которые иной раз стоили дороже всей оснастки корабля, но совершенно не годились для практического применения – из-за специфики эксплуатационных условий. Все же качка, смена погоды, влажность – требовалось что-то удивительно простое и неприхотливое. В начале XIX столетия в английском флоте получил распространение штормгласс (он же бароскоп) – любопытное изобретение, вытиснившее из массового употребления прежнюю неудобную колбу с живыми пиявками.
Немного истории
Прибор представляет собой закрытую стеклянную колбу, в которой содержится спиртовой раствор с растворенным в нем нашатырем, камфарой и селитрой. Точного состава смеси не существуют (напоминает ситуацию с черным порохом – каждый производитель настаивает на своей рецептуре, которая, впрочем, различается незначительно), но главным индикатором в штормглассе служат кристаллы камфары. И спирт загущают солями с той целью, чтобы добиться оптимальной плотности раствора, в котором камфара обретет нулевую плавучесть и потому будет способна зависать в толще, не стремясь опуститься вниз или подняться к поверхности.
Принцип действия
Точных показаний штормгласс не дает, и научиться понимать его предсказания довольно сложно – требуется адаптивный период внимательного наблюдения за поведением кристаллов внутри прибора. Собственно, принцип действия прибора непонятен совершенно и сегодня. Хотя проводилось и проводится масса опытов. Но к единому мнению так и не пришли. Время от времени начинает доминировать чье-то мнение, но довольно скоро находится опровержение, требующее внятного дополнения или вовсе опровержения.
Долгое время считалось, что прибор реагирует на изменение давления. Все же при определенном навыке с его помощью можно угадать изменения в погоде за неделю-полторы. Но вот на кратковременные броски он совершенно не реагирует. Но потом, здраво рассудив, что раз колба с составом запечатана, о давлении не может идти и речи. И потому решили, что во всем повинны изменения температуры. И такая точка зрения продержалась долго. Вплоть до того, что штормгласс из предсказателей погоды разжаловали в простые термометры. Но тут выяснили, что несколько однотипных бароскопов в одном помещении демонстрируют очень похожий рисунок. Но стоит какой-то один накрыть металлическим экраном (достаточно сетки), как он меняет рисунок кристаллов. Позднее заметили, что показания разняться и при смене высоты над уровнем моря, и при изменениях электромагнитного поля. Так что как бы не хотелось упростить, а исчерпывающего ответа так и не найдено.
Сегодня штормгласс исчез из инструментария серьезных исследовательских лабораторий – есть более удобные и точные методы прогнозирования. Но популярность его не падает – уж очень велика его внешняя декоративность, которая мало приедается со временем – подобно картинке калейдоскопа кристаллы в штормглассе каждый раз образуют новые структуры, только отдаленно напоминающие прежние построения.
Штормгласс – отличный сувенир, который одинаково подходит и любознательному школьнику, увлекшемуся естественными науками, и строгому боссу, в качестве нейтрального подарка ко случаю. Что касаемо показаний прибора, то есть стандартные таблицы, довольно точно описывающие поведение камфары в растворе, но куда интереснее самому составить картину показаний, сопоставляя ее с изменениями погоды и собственным умением строить выводы. Так что это еще и неплохой тренажер для ума, своеобразная головоломка, разгадывать которую куда интереснее, чем заполнять клеточки кроссворда.
Классическое описание показаний выглядит примерно следующим образом: