Межгодовая изменчивость вероятностей возникновения ураганов.

Следует из изложенного, вероятность зарождения ураганов характеризуется состоянием распределения температур поверхности океана (ТПО) в тропической зоне Атлантики. В этой зоне распределение ТПО в основном формируется течениями Северо-Пассатным, Межпассатным и Южно-Пассатным. Изменения скорости этих течений в Атлантике следуют за изменениями интенсивности юго-восточного и северо-восточного пассатов, а также их широтными смещениями.

Среднегодовые расходы течений тропической зоны Атлантики таковы:

Северо-Пассатное течение - 20 куб. км/с

Межпассатное противотечение- 18, 1 куб. км/с

Северная ветвь Южно-Пассатного течения 15.5 куб. км/с

Южно-Пассатное течение (в южном полушарии) - 50 куб. км/с.

Северо-пассатное течение в Атлантике несет свои воды вдоль 30-й параллели и формируется из вод холодного Канарского течения, отворачивающих к западу южнее Канарских островов, вследствие чего распределение ТПО тропической Атлантики в зоне этого течения достигает минимума.

Канарское течение образует восточную периферию Субтропического антициклонического круговорота и омывает Пиринейский полуостров и северо-западное побережье Африки. Оно берет начало от Северо-Атлантического течения, являясь его южной ветвью. Его ширина 400-600 км, а скорость- до 2 км /час. ТПО на стрежне течения в феврале от 12 градусов на севере до 23 градусов на юге, в августе- от 19 градусов на севере до 26 градусов на юге. Соленость на поверхности 36-36, 8 промилле.

Канарское течение, охлаждающее поверхность тропической зоны Северной Атлантики, является одним из основных факторов образования Азорского максимума атмосферного давления. Над ним преобладает погода, типичная для антициклона. Здесь весьма редки кучевые облака, на небе господствует сплошная низкая пелена слоистых или слоисто-кучевых облаков, не дающих осадков. Причина их образования - охлаждение нижней части пассатного потока, создающее в нем инверсию непосредственно над поверхностью океана. Толщина этого слоя инверсии составляет 300-400м.

В зоне Канарского течения часта плохая видимость. Причиной ее ухудшения может быть не только адвективный туман, но и т.н. сухая мгла- пыль, приносимая ветром из прибрежных пустынь Западной Африки.

В прибрежных зонах Канарского течения шириной до 100 км под действием пассатов, дующих с берегов, развивается апвелинг - подъем на поверхность холодных и богатых фосфатами глубинных вод. Это повышает трофность поверхностного слоя моря и его биопродуктивность. Поэтому район Канарского апвелинга- один из важнейших и богатейших рыбопромысловых районов Северной Атлантики.

Северо-Пассатное течение несет холодные воды Канарского течения на запад от островов Зеленого мыса и до малых Антильских островов. Максимум его скорости (21 см/с) наблюдается весной и летом на параллели 12 градусов 30 минут северной широты. Минимальна скорость данного течения осенью- 15 см/с. Скорость течения увеличивается при усилении пассатов, действующих в северном полушарии с северо- северо-востока.

У малых Антильских островов течение разделяется. Северная ветвь образует Антильское течение, идущее на запад к Флоридскому проливу. Южная ветвь проходит южнее, где соединяется с Гвианским течением, идущим вдоль побережья Южной Америки с юга. После их слияния образуется Карибское течение, заходящее в Мексиканский залив и дающее начало Флоридскому течению.

Северо-Пассатному течению характерна сезонная изменчивость. В период с июля по сентябрь оно располагается в широтном поясе ограниченном 4 и 10 градусами северной широты, а его температура достигает максимума. С декабря по март воды этого течение холоднее, его стрежень смещается южнее. При этом течение существенно ослабевает и прослеживается лишь у берегов Африки. ТПО на стрежне этого течения возрастают с востока на запад.

Южное звено Северного тропического циклонического круговорота - Северное Экваториальное противотечение (оно же Межпассатное противотечение), идущее на восток между северной тропической дивергенцией (северная граница течения) и северной тропической конвергенций (южная граница течения) в полосе между 4 и 8 градусами северной широты. Воды данного течения движутся по экватору, с запада на восток, навстречу пассатам, поскольку это течение является стоковым. Благодаря этому ТПО в зоне рассматриваемого течения высоки и увеличиваются с запада на восток.

К югу от упомянутого течения (в основном в южном полушарии) несет свои воды Южное Пассатное течение, идущее на запад между северной тропической конвергенцией (северная граница течения) и южной субтропической конвергенцией (южная граница течения). В зоне этого течения ТПО увеличивается с востока на запад и с юга на север. Южно-Пассатное течение - теплое течение тропической зоны Атлантического океана, простирающееся в широтном направлении от берегов Африки до Южно Америки. Это одно из наиболее мощных течений нашей планеты. Суммарный расход всех его ветвей достигает 65.5 куб. км/с.

Южное Пассатное течение образует три параллельные ветви. Северная его ветвь проникает в Северное полушарие и расположена в полосе от 5 до 2 градуса северной широты. Центральная ветвь Южного Пассатного течения - узкий подповерхностный, западный зональный поток, разграничивающий течения восточного направления, проходящий по 2 градусу южной широты. Южная ветвь, переносящая основную массу вод Южного Пассатного течения, расположена между 5-6 градусами южной широты и южной субтропической конвергенцией (южная граница течения).

Максимум скорости южной ветви Южного Пассатного течения (до 21 см/с) наблюдается на параллели 12 градусов 30 минут южной широты осенью-зимой (для северного полушария). Здесь минимум его скорости имеет место летом (северного полушария)-до 16 см/с.

Не только интенсивность Южно-Пассатного течения, но и ТПО в зоне его влияния в течение года изменяются противофазно соответствующим характеристикам Северо-Пассатного течения.

Максимум скорости центральной ветви Южно - Пассатного течения (38 см/с) приходится на лето. Он встречается на параллели 2.5 градуса южной широты. Минимум скорости здесь приходится на осень (22 см/с). Расход этой ветви не велик и она фактически представляет собой узкую струю, разделяющую поверхностные потоки восточного направления.

Южно-Пассатное течение начинается примерно на южном тропике - в зоне слияния вод холодного Бенгальского течения и теплого Ангольского, следующих навстречу друг другу вдоль западного побережья Африки с юга и с севера соответственно.

ТПО вод Южно-Пассатного течения возрастает по мере их продвижения к западу с +18 градусов С у берегов Африки до +26 у берегов Южной Америки. Соленость течения также возрастает от 36 промилле на востоке, до 37 промилле на западе (сказывается значительное испарение с поверхности океана в зоне действия южного пассата).

Таким образом, наиболее существенной особенностью распределения ТПО в тропической зоне Атлантики является наличие максимума в зоне Межпассатного противотечения и двух сезонных минимумов – в зонах Северо- и Южно-пассатного течения, в которых изменения ТПО происходят противофазно. Характеристики этих минимумов обуславливают холодные Канарское и Бенгальское течения, температурам и расходам которых свойственна существенная внутригодовая и межгодовая изменчивость. В результате этого разность ТПО в акваториях Атлантики, соответствующих северному и южному тропикам, а также значение модуля меридионального градиента распределения ТПО непрерывно изменяется. Это приводит к соответствующим изменениям поля атмосферного давления и ветрового режима над рассматриваемой акваторией, который влияет на расходы и расположения всех рассматриваемых течений. Их расположения при смене времен года, всегда смещаются в сторону более теплого полушария. Подобные смещения влияют на многие важнейшие природные процессы, в том числе - на количество ураганов, образующихся в тропической зоне Северной Атлантики, а также их продолжительность и интенсивность.

Как следует из изложенного, межгодовая изменчивость вероятностей возникновения ураганов обусловлена динамикой значений меридионального градиента ТПО во внутритропической зоне конвергенции Атлантики, которая является результатом взаимодействия океана и атмосферы и характеризует его. Поэтому эти значения рассматриваются как глобальный климатический индекс, получивший название Атлантическая меридиональная мода- АММ.

Поскольку временная изменчивость меридиональных составляющих распределения ТПО в тропической зоне Атлантики более ярко выражена, чем составляющих широтных, АММ является главной компонентой упомянутого взаимодействия.

Благодаря наличию положительной обратной связи между приповерхностными ветрами, испарением и ТПО максимальные значения АММ наблюдаются в месяцы, соответствующие весеннему сезону в Северном полушарии. Несмотря на это изменчивость АММ значимо влияет на активность ураганов над Атлантикой и в другие времена года. Так как основным источником энергии ураганов является водяной пар, поступающий в атмосферу с поверхности океана, а его поток зависит от ТПО, изменения АММ значимо коррелированны с активностью ураганов на внутригодовом, межгодовом и междесятилетнем масштабах[? ]. Они во многом определяют также траектории перемещения ураганов в северной Атлантике.

Зависимости от времени АММ для месяцев августа, сентября и октября, в которые ураганы возникают наиболее часто, приведены на рисунке 4.

Рисунок 4. Зависимости от года значений АММ для августа (ряд 1), сентября(ряд 2)и октября (ряд 3) в период с 1948 по 2009 г..

Как видим из рисунка 4, все рассматриваемые зависимости носят характер бимодальной осцилляции (высокочастотное колебание наложено на низкочастотное). Абсолютный максимум АММ был достигнут в2005 г. (ураган Катрина в октябре разрушил Новый Орлеан). Минимум АММ приходился на 1965 г., когда мощных ураганов в Атлантике зафиксировано не было. В период современного потепления климата (с 1979 г. пол 2005 г.) значения АММ и риски возникновения ураганов возрастали, что является следствием потепления воды на поверхности тропической зоны Атлантики.