2.3.1 Australien 2.3.2 Kap Verde 2.3.3 Västra Stilla Havet 2.3.4 Övriga områden
1.7 De tropiska cyklonernas rörelsemönster 1.8 En tropisk cyklons upplösning 1.9 Inverkan på vårt klimat 1.10 1.11
Skadeverkningar Klassificeringar av tropiska cykloner
3.3.1 Saffir-Simpsonskalan
1.12
Källförteckning
i
1.2 Inledning
Våran ursprungliga frågeställning var: varför bildas orkaner? Efter närmare efterforskning insåg vi att orkaner är förhållandevis vanliga och uppstår på en mängd olika platser på jorden. Därför valde vi att istället inrikta oss på tropiska cykloner och ändrade våran frågeställning till: varför bildas tropiska cykloner? Tropiska cykloner har i årtusenden facinerat människor med sin speciella form och kraft. Detta fenomen är i många fall förödande för de många människor som lever i de utsatta områden nära kusten, men inte minst drabbas även sjöfarten hårt. Vi kan förundras över var ord som typhoon och hurricane kommer från men allt har sin bakgrund från dess geografiska placering och namnen på de lokala gudar. Gudar som har en sak gemensamt; det är gudar över just förstörelse, kaos och tumult. (Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory (AOML), u.å) Varje år bildas det ca 85 stycken tropiska cykloner runt om i världen, hälften av dessa cykloner uppnår en orkanstyrka med en medelvind på över 32,6 m/s, (se kap 1.2 DEFINITIONER). I detta arbete kommer vi att fokusera på de cykloner som klassificeras som tropiska orkaner, de cykloner som i många fall är en sjömans mardröm. ii 1.3 Definitioner
Orkan är en allmän beteckning för medelvindhastigheter över 32,6 m/s. Ett tropiskt lågtryck benämns som en tropisk cyklon när det når orkanstyrka. De tropiska cyklonerna har olika benämningar beroende på var i världen man befinner sig. I östra Stilla Havet och Atlanten benämns de som hurricanes medan de i västra Stilla Havet benämns som taifuner.
iii
2.1 Varför bildas tropiska cykloner?
För att det skall kunna utveckla sig till en tropisk cyklon så är det flera faktorer som måste gå ihop. De viktigaste faktorerna är:
• • • • •
Havsvattentemperaturen måste vara hög, minst 27.5°C Havsvattentemperaturen måste vara konstant ner till ca 50 m djup i havet Hög fuktighet i troposfären ca 5km från mark höjd. Vertikala vindar i hela troposfären max 10 m/s Stor Corioliskraft
Varför är dessa faktorer så viktiga för att en tropisk cyklon ska bildas? Om havstemperaturen inte tillräckligt varmt så finns det inte tillräckligt med vattenånga och möjligheten finns inte då att en tropisk cyklon skall bildas. Som regel så säger man att havsvattentemperaturen skall vara över 26°C mellan latituderna 25°N och 25°S. Ju längre ner vi kommer till havsbotten då sjunker havstemperaturen och då finns det risk för att kraftiga vindar skall föras upp till ytan där havsvattentemperaturen skall vara över 26°C. Om dessa vindar kommer upp till ytan så förstör den utvecklingen utav en bildning av en tropisk cyklon. Det är därför havstemperaturen måste vara konstant ner till ca 50m djup. Om den vertikala vinden är allt för hög i troposfären kommer torr luft att blandas med fuktig luft och det leder till att fuktigheten blir reducerad i troposfären som stör utvecklingen för en
1
tropisk cyklon. Man säger att om vinden överstiger 10m/s i troposfären så är chansen för att en tropisk cyklon skall bildas är väldigt liten. Corioliskraften kräver att ha en stark rotation, för att vid ekvatorn är Corioliskraften väldigt svag och där kan inte en tropisk cyklon bildas pga av svagheten av Corioliskraften. När väl en tropisk cyklon har bildats så rör den sig i en bana från öst till väst. Detta är pga det atmosfäriska förutsättningarna kommer den att fortsätta tills den når land och dör ut. Den kan även röra sig in över ett område med kallt havsvatten eller rör sig till ett område med stor vertikal vind och då försvagas den. Annars drar den sig åt norra halvklotet och når den subtropiska högtrycksbälterna och omvandlas med tiden till en vanlig mellanbreddscyklon. Medelvärdet för hur länge en tropisk cyklon varar är 9.5 dagar. (SMHI, 2011) & (Allt om vetenskap, 2007) & (Krisinformation, 2012).
2.2 Orkanens öga
Orkanens öga kanske kan vara det mest spektakulära och intressanta fenomenet inom vår planet. Orkanens öga är vanligtvis cirkulär och har en diameter på mellan 8-80 km. det lägsta lufttrycket finns i ögat och kan vara ca 15 % mindre än lufttrycket utanför stormen. Samt att temperaturen kan vara 10-15 °C varmare än omgivningen. Vid ögonväggen är den tropiska cyklonen som starkast. Luften strömmar upp till ögonväggen och där finns det åskmoln. Trycket i mitten av cyklonen har ungefär 950hPa men i vissa fall kan den ligga under 900hPa. (SMHI, 2011) & (AOML NOAA, 2011)
2.3 Var bildas tropiska cykloner?
Som det hörs på namnet bildas de över tropiska hav där förutsättningarna är idealiska. ”På norra halvklotet bildas de flesta tropiska cyklonerna under perioden maj till oktober och på södra halvklotet under perioden december till april beroende på hur havsvattentemperaturen varierar” säger Jennie Persson Söderman (2012 s.11) Gemensamt för samtliga tropiska cykloners bildande är att det sker i den intertropiska konvergenszonen (ITCZ). Dess läge varierar med årstiderna men över havet ligger den relativt stabilt över ekvatorn. ITZC kan beskrivas som ett konstant lågtrycksbälte där varm och fuktig luft stiger upp i atmosfären alltmedan hadleycellens cirkulation drar in luft i zonen.
2
Bild: Vanligt förekommande områden för cykloner. Bilden är hämtad 5 April 2013 från http://www04.edu.fi
2.3.1 Australien
Tropiska cykloner uppstår mest frekvent utanför Australiens nordvästra och nordöstra kuster, i Carpentariaviken och Korallhavet. I genomsnitt ungefär tio stycken per år varav sex stycken korsar kusten. Värst drabbat är området omkring Port Hedland i Västaustralien. (Gray, 1975).
2.3.2 Kap Verde
Ett fåtal tropiska cykloner uppstår varje år i Mexikanska golfen, men majoriteten av cyklonerna som når Västindien har bildats flertalet mil utanför Afrikas västkust, vid Kap Verde. Perioden mellan augusti och oktober betecknas som ”Kap Verde säsong”. Under den perioden värms havet runt den lilla ögruppen upp och skapar ideala förutsättningar för tropiska stormar och orkaner, som ökar i storlek och styrka när de med Golfströmmens hjälp tar riktning västerut mot Västindien och sydöstra USA. I vissa fall ändrar de sin bana mot polerna och färdas istället ut över Nordatlanten. (Price, 2004). På Nordatlanten avtar ovädret långsamt i styrka och dör antingen ut eller omformas till ett vanligt lågtryck. Sådana lågtryck rör sig ständigt österut över Atlanten mot Storbritannien och Skandinavien. De upplevs som ovanligt kraftiga lågtryck med byiga vindar när de träffar
3
Skandinavien men har inga av sina ursprungliga tropiska egenskaper kvar. (Allt om vetenskap, 2007).
2.3.3 Västra Stilla Havet
Här bildas en tredjedel av världens tropiska cykloner, det gör det till det område där de flesta tropiska cyklonerna uppstår. Dessa cykloner är de största och intensivaste i världen. I genomsnitt bildas varje år fem cykloner med vindar på över 130 knop, cirkulationer på 1000 km i diameter är inte ovanligt. De flesta cyklonerna bildas öster om Filippinerna, och rör sig över Stilla Havet mot Filippinerna, Japan och Kina. Säsongen pågår från April till December. Det unika med Västra Stilla Havet är att det bildas cykloner under den tiden då det på övriga platser på norra halvklotet inte är cyklonsäsong. Höjdpunkten på säsongen är mellan Juli till Oktober, då 70% av alla cykloner bildas. Det är ett märkbart skift i vilken riktning cyklonerna tar i den här regionen. Från Juli till September rör de sig norr om Filippinerna och böjs av, medan sensäsongens cykloner får en mer västlig bana över Filippinerna innan de böjs av. (American Practical Navigator, 2002, s 504).
2.3.4 Övriga områden
Det finns flera områden med tropiska hav där kalla havsströmmar och starka uppvindar förhindrar bildandet av tropiska cykloner. Ett exempel är den kalla Perusströmmen väster om Sydamerika.
2.4 De tropiska cyklonernas rörelsemönster
Efter bildandet rör sig cyklonen motsols runt lågtryckets centrum på norra halvklotet och medsols på södra halvklotet. Passadvindarna gör att den får en bana västerut för att sedan antingen dra in över land eller böjas av mot polerna. I bägge tillfällena tappar den sin kraft. Rör den sig mot polerna försvagas den på grund av den för låga vattentemperaturen, som innehåller för lite energi. Över land dör den ut på grund av den lägre luftfuktigheten. Det finns inga exempel på att en tropisk cyklon har korsat ekvatorn. Några få cykloner i Indiska Oceanen har varit cirka en grad från att korsa ekvatorn. Orsaken är corioliskraften som arbetar mot cyklonens rörelse.
4
2.5 En tropisk cyklons upplösning
När väl en tropisk cyklon har bildats så rör den sig i en bana från öst till väst. Pga de atmosfäriska förutsättningarna kommer den att fortsätta tills den når land och dör ut. Den kan även röra sig in över ett område med kallt havsvatten eller rör sig till ett område med stor vertikal vind och då försvagas den. Annars drar den sig åt norra halvklotet och når den subtropiska högtrycksbälterna och omvandlas med tiden till en vanlig mellanbreddscyklon. Medelvärdet för hur länge en tropisk cyklon vara är ca 9,5 dagar. (SMHI, 2011)
3.1 Inverkan på vårt klimat
Som känt för de tropiska cykloner med sig förödelse när de träffar land, förödelse i form av kraftiga vindar, nederbörd och en höjning av havsnivån, en sk stormflod (se kap 3.2
5
Skadeverkningar). Det som dock fallit i glömska är hur de tropiska orkanerna spelar en viktig roll för jordens klimat, detta genom att utjämna temperaturen mellan de tropiska regionerna och det nordligare, kallare regionerna. Som känt kan vi säga att ”drivstoffet” för en cyklon är varmt havsvatten, detta för med sig att cyklonen i sin tur suger upp de övre lagret av vattnet och för det med sig längs dess bana. Även den varma luften från tropikerna spelar en betydande roll för cyklonens överlevnad, detta innebär att när denna varma luft sprids längs cyklonens bana höjs temperaturen i de utsatta områden. Lika väl förflyttas varmt havsvatten från varma områden till kallare områden utan att drivas av jetströmmar. Detta är fenomen som inte skulle kunna ske utan att vi har cyklonerna som transportmedel. Man kan därför konstatera att tack vare cyklonerna har vi ett mer jämt klimat vad det gäller temperaturer i både luft och sjö.
3.2 Skadeverkningar
Som vi nämnde tidigare för cykloner med sig otrolig förödelse då det träffar land. Denna förödelse är ett naturfenomen av den värsta sort man kan tänka sig, och mycket beror på det geografiska läget. Gemensamt för de skador cykloner för med sig är kraftiga vindar och att stora vattenmassor träffar land, antingen genom kraftig nederbörd och/eller en sk. stormflod (eng. storm surge). En stormflod är den främsta dödsorsaken vid en tropisk orkans intåg mot land, detta då det orsakar en kraftig höjning av vattennivån, i många fall upp mot 7 meters ökning av vattennivån även om det har rapporterats fall där nivån ökats med mer än 10 meter. Kustländer som är låglänta och ligger i riskzonen för att drabbas av en tropisk cyklon har stormfloder som största hot medans andra geografiska zoner kan ha kraftiga vindar som största hot.
3.3 Klassificering av tropiska cykloner
Sedan 1970-talet har National Weather Service i USA använt sig utav Saffir-Simpsonskalan för att klassificera tropiska cykloner. Denna mätning används för cykloner som uppstår i Atlanten och nordöstra stilla havet. Internationellt så klassas tropiska cykloner som:
6
• • •
Tropiskt lågtryck när vindhastigheten är udner 18 m/s Tropisk storm när vindhastigheten är 18-32 m/s Tropisk orkan när vinden överstiger 32 m/s
Beroende vart i världen dem tropiska orkanerna är så benämningen olika för orkanerna. Tex östra stilla havet och på atlanten går de tropiska cyklonerna under namnet hurricanes och i västra stilla havet kallas det för taifuner. När ett tropiskt lågtryck har gått över till en tropisk orkan är när medelhastigheten på vinden har överstigit 18m/s. Och när vindhastigheten har överstigit 33 m/s har den tropiska cyklonen uppnått orkanstyrka. Detta mäts då genom så kallad Saffir-simpsonskalan. (Master Educate, u.å)
3.3.1 Saffir-Simpsonskalan
Saffir-Simpsonskalan går från kategori 1 till kategori 5 på följande sett: Kategori 1: 33-42 m/s Verkningar: vattentillståndet ligger på ca 0.9-1.2 m och det är lite mer än normalt. Det blir oftast inte stora skador på byggnader. Mest små skador på baracker, träd och vissa skador på vägskyltar. Kategori 2: 42-49 m/s Verkningar: vattentillståndet ligger på 1,2 - 2,4 m det är högre än normalt. Detta kan leda till att tex småbåtar, fönster, dörrar och bryggor kan skadas. Kategori 3: 49-58 m/s Verkningar: vattentillståndet ligger på 2.4 - 3.7 m. Här kan väggar hus och villor skadas. Översvämningar vid kusten och evakuering kan ske för hus nära kusten. Kategori 4: 58-69 m/s Verkningar: vattentillståndet ligger på 3.7 - 5.5 m. Stora skador på hus där taket kan slitas bort. Medelvattennivån stiger så att det kan bli evakuering för hus och lägenheter. Kategori 5: 69> m/s Verkningar: vattentillståndet ligger över 5.5 > m. Detta är det värsta och är en ren katastrof för oss och naturen. Stora träd rivs ner. Det blir massevakuering och leder oftast till dödsfall.i (National Hurricane Center, 2012)
7
4.1 Källförteckning
Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory (AOML). What is the origin of the word "hurricane"?. Hämtat 23 Mars 2013 från http://www.aoml.noaa.gov/hrd/tcfaq/B4.html
8
Persson Söderman. Jenny (2012) El niño- Southern oscillation och de tropiska cyklonerna i Stilla havet. (Bacheloruppgave, Uppsala Universitet) Hämtat 3. Mars 2013 från http://uu.divaportal.org/smash/get/diva2:544368/FULLTEXT01 Gray, W.M. (1975) Tropical cyclone genesis. Dept. of Atmos. Sci. Paper No 323, Colorado State University Price, Stuart. (November 2004). Caribbean Eye of the Storms. New African. (434), 62-64 Allt om vetenskap. (2. Augusti 2007). Väderkatastrofer genom tiderna. Hämtad 8. Mars 2013 från http://www.alltomvetenskap.se/nyheter/vaderkatastrofer-genom-tiderna. An epitome of navigation (2002) Ursprungligen publicerad av Nathaniel Bowditch. Hämtad 5 April 2013 från http://msi.nga.mil/MSISiteContent/StaticFiles/NAV_PUBS/APN/Chapt-36.pdf7 SMHI. (26 augusti 2011). Faktorer som krävs för att en tropisk cyklon skall kunna bildas. Hämtat 23. Mars 2013 från http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/faktorer-somkravs-for-att-en-tropisk-cyklon-skall-kunna-bildas-1.17546 Allt om Vetenskap. (2 augusti 2007). Väderkatastrofer genom tiderna. Hämtad 8. Mars 2013 från http://www.alltomvetenskap.se/nyheter/hur-uppstar-en-orkan Krisinformation. (14 September 2012). Så bildas en tropisk cyklon. Hämtad 5 April 2013 från http://www.krisinformation.se/web/Pages/Page____74315.aspx SMHI. (26. Augusti 2011). Orkanens öga. Hämtad 23. Mars 2013 från http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/orkanens-oga-1.17551 AOML NOAA. (20. Maj 2011). What is the “eye”? Hämtad 23. Mars 2013 från http://www.aoml.noaa.gov/hrd/tcfaq/A11.html Master Educate (u.å). Tropiska orkaner. Hämtad 4 April 2013 från http://www.mastereducate.com/artiklar/meterologi/orkaner.htm
9
National Hurricane Center (31. Augusti 2012). Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale. Hämtad 25 Mars från http://www.nhc.noaa.gov/aboutsshws.php
