Orkanen Irma var verkligen en biggie. Under en stor del av sin toppperiod sträckte den sig över nästan 645 kilometer (400 miles) över. Denna storm i september 2017 landade först på Leewardöarna. En del av en nedsänkt bergskedja markerar öarna den nordöstra kanten av Karibiska havet. Och som en kategori 5-storm slog Irma till dessa öar med vindar som blåste nästan 300 kilometer (185 miles) per timme.
Förklarare: orkaner, cykloner och tyfoner
Ännu mer imponerande, 2017 är första gången registrerade som två orkaner av kategori 4 styrka eller mer landade i USA samma år. Efter en rad matta orkansäsonger under det senaste decenniet, verkar Atlantens orkanhäckningsplats verkligen vara på väg att vakna. Irma var både en vacker och skrämmande syn. Och dessa fem bilder illustrerar den tropiska cyklonens kraft.
På hennes dramatiska topp
Den höga Bilder med upplösning som användes för att göra den här videon togs av vädersatelliten GOES-16. De visar Irma snurra mot de norra Leewardöarna den 5 september som ett kategori 5-monster.NOAA/NASA CIRA/RAAMB Orkanen Harvey, som landade två veckor före Irma, dumpade mer regn än någon annan storm för att drabba det kontinentala USA. Men Irma är också en för rekordböckerna. Dess vindar behöll sin straffande toppintensitet i häpnadsväckande 37 timmar. Det var längre än någon annan tropisk cyklon i historien – var som helst i världen.
Irmas vindbyar toppade 322 kilometer (200 miles) i timmen nära ögat. Föreställ dig en tromb som sitter och snurrar över dig – i mer än två timmar. Det är vad invånarna på några små karibiska öar stötte på när Irma stormade in på topp. Deras enda avbrott var om ögat passerade rakt över dem, vilket tillfälligt gav en lugn himmel och solsken. I videon kan du se luft som spiralerar in i mitten och sedan stiger upp och ut i mitten.
Samtidigt kan man se miniatyrvirvlar rotera runt i ögat. Dessa är kända som mesovortices
(MAJ-zoh-VOR-tih-sees). Irma var en massiv snurrande virvel. Men de mindre interna virvlarna dyker vanligtvis upp i de starkaste cyklonerna. Och när stormar som Irma snurrar extremt snabbt bildas det ibland mindre virvlar i ögat.
Virvlarna utlöses av friktion. De reflekterar stormens ögonvägg som svänger med hastigheter som är mycket högre än själva ögat. Effekten liknar att flytta din hand genom en vattenpöl. Eftersom din hand färdas snabbare än omgivningen, kan små bubbelpooler utvecklas längs där din hand möter vattnet. Detsamma gällde inom Irma. Och resultaten var fantastiska.
National Oceanic and Atmospheric Administrations orkanjägare kunde ta detta foto av solen som toppade genom Irmas öga när stormen vräkte mot Bahamas.NOAA Hurricane Hunters Dessutom kan vågliknande vågformningar ses fläkta utåt väster (vänster) om Irmas centrum i videon ovan. Dessa är kända som gravitationsvågor. (Dessa ska inte förväxlas med rymdburen gravitation vågor. Istället är dessa som vågor i en damm.) De är vertikala störningar i densitet som sprider sig genom atmosfären.
När vindarna blåste mot mitten av Irma och de luftmassorna konvergerade, kombinerades de och steg mot himlen med sådan hastighet att den stigande luften nästan punkterade tropopausen. Det är täcket av stabil luft som fungerar som en gräns mellan de två lägsta lagren av jordens atmosfär – troposfären (där det mest väder inträffar) och stratosfären ovanför den. Denna påverkan skickade krusningar i alla riktningar över denna filt.
Dessa vågor var tillräckligt starka för att kort skaffa Irmas översta molnlager (i videon). Det är ungefär som att tappa en sten i en fiskdamm. Varhelst stenen bryter ytan kommer vågor att röra sig ut över vattenytan. Det som kan ses i videons bilder är bara en större version av det. Och istället för en sten som utlöser dessa vågor, är det den snabba uppgången av luft i mitten som kraschar in i tropopausen.
Irmas öga
Om du någon gång har badat eller sett vatten rinna från en toalett, har du sett en virvelliknande virvel utvecklas. Placera en liten gummiduk i badkaret och den skulle börja kretsa runt avloppet. Det skulle röra sig långsamt först, sedan snabbare och snabbare när ducky närmar sig mitten och vattnet börjar slutta inåt. Det är precis så en orkan fungerar. Kanterna på stormens innersta roterande vindar är atmosfärens motsvarighet till virveln av vatten som ducky kan åka ovanför badkarets avlopp. På grund av sin storlek kan dock stormens rörformade öga vara kilometer över, med lugn, klar himmel direkt ovanför den.
National Oceanic and Atmospheric Administration skickar regelbundet flygplan för att flyga in i orkaner och samla in data. Meteorologer ombord på dessa Hurricane Hunter-plan kunde fånga en spektakulär bild från Irmas lugna ögon.
En väderradar beläget i San Juan, Puerto Rico, fångade Irmas öga här, i falsk färg, när stormen passerade norr om ön. National Weather Service San Juan, PR. WSR-88D Radarbild/GR2-analytiker Ungefär som vatten som rinner ur badkaret, spiralerar luft in i dessa stormar med allt snabbare hastigheter när den närmar sig mitten. Då går badkarsanalogin sönder eftersom den inre roterande luften så småningom kommer att stiga upp och ut ur ögonväggen.
Inuti själva ögat sjunker luft faktiskt lite. Detta undertrycker tillväxten av moln i ögat. Det är därför marken under ögat kort kan lysa upp med blå himmel och solljus.
En radarkupol som sonderade in i stormen från Puerto Rico kunde konstruera en modell av samma sak. Det tog bitar av stormmolnen på sexton nivåer. Sedan sträckte den ihop dem alla i tre dimensioner. Det är tydligt från dessa data varför flygplan kunde se klar himmel i ögonen. Det är trots allt ingen storm där.
Öar avskalade
Irma slog de östra karibiska öarna Virgin Gorda och Tortola med vindbyar på över 275 kilometer (170 miles) per timme. En vindmätare (AN-eh-MOM-eh-tur) är en enhet som snurrar med vindarna och ger en avläsning av deras hastighet. På ön Barbuda registrerade en av dessa enheter en vindby på 250 kilometer (155 miles) i timmen innan den bröt av och blåste iväg. Dessa vindar var starka nog att rycka upp träd och härja vegetation.
Och ibland gjorde de det.
(Berättelsen fortsätter under bilden)
NASA:s Earth Observatory släppte dessa före- och efterbilder i naturlig färg. De visar hur Irma skurade växtlighet och orsakade omfattande förstörelse på Brittiska och amerikanska Jungfruöarna. Lägg märke till nästan frånvaron av grönt i den andra bilden.NASA Earth Observatory Irma letade igenom landskapet på flera öar. Utan några träd, buskar eller vinrankor kvar, har de normalt gröna öarna nu stora stränder av barmark. Det är därför dessa områden nu ser bruna ut från rymden. Allt som återstår är nykärnad jord som blev kvar när stormvindarna och regnet förde bort allt annat.
Dessutom en stormflod tvättade många ton havsvatten på landet. Detta skapade ett annat problem: saltspray. Vinden piskade upp tillräckligt med havsskum för att täcka alla växter på flera öar i en tunn film av havssalt. Detta är skadligt för växter. Med tillräckligt med salt kan all överlevande vegetation förgås. Så även träd eller borstar som inte knäcktes i två delar eller strimlades av de våldsamma vindarna kan snart dö av saltet, fruktar forskarna nu.
En högspänningshändelse
Få orkaner producerar blixtar. Den elektriska avgift separation som behövs för att generera en elektrisk gnista sker endast genom kraftiga uppströmmar i ett åskväder. I orkaner stiger luften inte rakt upp som i ett vanligt åskväder. Istället färdas den många kilometer i sidled när den sakta lyfts högre upp. Detta gör det mycket svårt för blixtar att gnista omkring.
Däremot sågs massor av blixtar när Irma svävade över ön Virgin Gorda. Detta är mycket sällsynt beteende för en sådan storm, så forskare undrar fortfarande över vad som hände. Men väderradarn fångade något coolt som kan hjälpa till att förklara dessa kraftfulla zaps.
Genom att undersöka orienteringen av iskristaller inom Irmas centrum kan meteorologer bättre förstå stormens elektriska fält.RadarScope Forskare använde ett datorprogram som undersökte vad som kallas en “specifik differentialfas” eller SDP. Även om det låter komplicerat, är konceptet ganska enkelt.
När en radarstråle gör ett svep genom ett stormmoln sänder den ut två pulser av strålning. Sedan lyssnar den efter de återkommande “ekonen”. En strålning slocknar i horisontella pulser (i sidled). Den andra pulsen skjuter ut vertikalt (uppåt). Genom att jämföra mängden energi som returneras, beroende på signalens orientering, kan forskare få värdefull information om iskristallernas inriktning i stormmolnen.
De flesta regndroppar (och högt uppe i molnet, frusna droppar) plattas ut som en skiva när de faller. Detta återspeglar den aerodynamiska krafter som får regnet eller isen att sprida ut sin massa. Men när ett starkt elektriskt fält är närvarande, kan elektriska krafter övervinnas de typiska aerodynamiska krafterna. Och detta kan få regn- eller isdroppar att orientera sig vertikalt (upp och ner) när de faller.
Detta visar sig på radarbilden (ovan) som ljusa färger på den västra (vänstra) sidan av Irmas öga. Här är radarns SDP negativ, vilket betyder att upp/ned-riktningen dominerar. Under vanliga förhållanden är det fysiskt konstigt att iskristaller faller på det här sättet. Det är så forskare vet att ett starkt elektriskt fält måste ha haft kontroll. Forskare kan använda den informationen för att förutsäga blixten innan den första bulten ormar ut ur molnen.
Lufttryck: Hur lågt kan du går?
Orkaner suger — bokstavligen. En del av det som gjorde Irma så fruktansvärt stark var den här stormens lufttryck. Luft strömmar naturligt från områden med högt tryck till lågtryck. Det är som hur en boll kommer att rulla från en kulle (ett högt område) till en dal (en låg). Det var så mycket luft som spiralerade in i och upp ur Irmas centrum att det skapade vad som är känt som ett atmosfäriskt vakuum. Detta gjorde det möjligt för vindarna att rasa in i Irma med rekordfart.
Det hade också en annan speciell effekt. Detta atmosfäriska vakuum betecknar ett område med mindre
luft än de omgivande regionerna. Det var därför nålen på tryckdiagrammet (illustrerad här) sjönk så dramatiskt när ögat passerade över huvudet. Hur mycket? Med nästan 10 procent. Och det är en stor sak.
Ett spår av det barometertryck som registrerades under passagen av Irmas öga över den karibiska ön Barbuda. Den visar hur mycket luft som snabbt sögs ut ur stormens centrum.NOAA/NWS/NDBC
Enkelt uttryckt betyder det att luftpelaren i ögat – som går från ytan till toppen av atmosfären – vägde nästan 10 procent mindre än nästan överallt på jorden. Det låter kanske inte så mycket, men den normala variationen från klar himmel till stormigt väder skulle normalt variera med mindre än en halv procent.
Denna stora minskning av lufttrycket förklarar varför vissa människors öron hoppade när ögat passerade över huvudet, liknande vad som händer när en person är i ett flygplan under start eller landning. Och detta galet låga tryck kan också ha sugit ut vattnet från deras toaletter (hade någon brytt sig om att titta). När lufttrycket är så lågt kan galna saker hända!
Orkanen Irma var en kraftfull naturkraft. Med allt detta raseri kommer några tydliga tecken på fara på väderkartor. Forskare studerar dem nu i hopp om att få några bra lärdomar för framtiden. Forskare kommer att studera data som samlats in under Irma under ganska lång tid. Medan Florida fortsätter att plocka upp bitarna är en sak klar: Alltid
akta varningar utfärdade under orkaner. Ta dem på största allvar. Det kan bara rädda ditt liv.
Leave a Reply