Кіріспе

Тропикалық циклонның орталық аймағы – тропикалық циклонның ортасындағы ауа райы көбінесе тыныш аймақ. Көз – шамамен дөңгелек пішіндегі аймақ, диаметрі әдетте белгілі бір шамада болады. Оны циклонның ең ауыр ауа райы мен ең күшті желдері болатын биік дауылды бұлттардың шеңбері қоршап тұрады. Циклонның ең төменгі барометриялық қысымы осы көзде болады және дауылдың сыртындағы қысымнан 15 пайызға дейін төмен болуы мүмкін. Күшті тропикалық циклонның көзінде жеңіл жел және ашық аспан болады, ал оның барлық жағынан биік, симметриялық көз қабырғасы қоршап тұрады. Әлсіз тропикалық циклонның көзі нашар анықталған болуы мүмкін және орталық тығыз бұлт жамылғысымен жабылған болуы мүмкін – бұл спутниктік суреттерде айқын көрінетін биік, қалың бұлттар аймағы. Әлсіз немесе ұйымдаспаған дауылдарда көзді толық қоршамайтын көз қабырғасы немесе қатты жаңбырлы көз болуы мүмкін. Дегенмен, барлық дауылдарда барометр көрсеткішінің ең төменгі мәні дауылдың көзінде тіркеледі.

Құрылымы

Тропикалық циклонның көзі геометриялық орталығында шамамен 30–65 км (20–40 миль) диаметрге ие болады. Көз ашық немесе ситкіл төменгі бұлттармен (ашық көз) болуы мүмкін, төменгі және орта деңгейдегі бұлттармен толған (толғанған көз) болуы мүмкін, немесе орталық тығыз бұлтпен жасырылуы мүмкін. Дегенмен, әсіресе орталыққа жақын жерде жел мен жаңбыр өте аз болады. Бұл, дауылдың ең күшті желдері орналасқан дауыл көзінің жағдайларынан күрт өзгеше. Тропикалық циклонның механикасына сәйкес, оның көзі және тікелей үстіндегі ауа, айналасындағы ауадан жылырақ болады. Көздер әдетте өте симметриялы болғанымен, созылыңқы және дөңгелек емес пішіндес болуы мүмкін, әсіресе дауыл әлсіреген кезде. Үлкен, жапырақты көз – бөлшектенген көрінетін дөңгелек емес көз, ол әлсіз немесе әлсіреп бара жатқан тропикалық циклонның белгісі. Ашық көз – дөңгелек пішіндес болуы мүмкін, бірақ дауыл көзінің қабырғасы көзді толық қоршамайды, бұл ылғалдан айырылған немесе әлсіз, бірақ күшейе түскен циклонды көрсетеді. Бұл екі байқау да Дворак талдауы арқылы тропикалық циклонның қарқындылығын бағалау үшін қолданылады. Дауыл көзінің қабырғалары әдетте дөңгелек болады, бірақ кейде үшбұрыштардан гексагонға дейінгі айқын көпбұрышты пішіндер кездеседі. Типикалық, дамыған дауылдардың көздері бірнеше ондаған шақырым диаметрге ие, ал қарқынды күшейіп бара жатқан дауылдар өте кішкентай, айқын және дөңгелек көзге ие болуы мүмкін, кейде оны «інелік тесік көз» деп атайды. Інелік тесік көзі бар дауылдар қарқындылығында үлкен ауытқуларға бейім және болжаушылар үшін қиындықтар тудырады. Кішкентай/шағын көздер (он теңіз милінен (19 км, 12 миль) аз) көз қабырғасын алмастыру циклін жиі бастайды, онда бастапқы көз қабырғасының сыртында жаңа көз қабырғасы пайда болады. Бұл ішкі көзден он бестен жүздеген шақырымға дейін (оннан бірнеше жүз шақырымға дейін) болуы мүмкін. Содан кейін дауылда екі концентрлі көз қабырғасы, яғни «көз ішінде көз» пайда болады. Көп жағдайда сыртқы көз қабырғасы пайда болғаннан кейін көп ұзамай жиырыла бастайды, бұл ішкі көзді жойып, әлдеқайда үлкен, бірақ тұрақты көзді қалдырады. Алмастыру циклы дауылды әлсіретуге бейім болғанымен, ескі көз қабырғасы тарағаннан кейін жаңа көз қабырғасы тез жиырылуы мүмкін, бұл дауылға күшін қайтаруға мүмкіндік береді. Бұл көз қабырғасын қайта нығайту циклін бастауы мүмкін. (Уилма) дауылының көзіне дейін. Үлкен көзді дауылдардың өте күшті болуы сирек кездеседі, бірақ сақина тәрізді дауылдарда болады. "Изабель" дауылы Солтүстік Атлантикадағы ең күшті он бірінші дауыл болып тіркелді және бірнеше күн бойы 65–80 км (40–50 миль) кең көзді сақтап тұрды.

Құрылыс және анықтау

Тропикалық циклондар әдетте тропикалық аймақтардағы үлкен, ұйымдаспаған дауылды ауа райы аймақтарынан пайда болады. Көбірек нөсер жауғанда және жиналғанда, дауыл ортақ ортасының айналасында айнала бастайтын жаңбыр жолақтарын қалыптастырады. Дауыл күшіне жеткенде, дамушы дауылдың айналу ортасынан белгілі бір қашықтықта күшті конвекция сақинасы пайда болады. Күшті нөсерлер мен ауыр жаңбыр күшті жоғары көтерілу аймақтарын көрсететіндіктен, жер бетіндегі барометриялық қысым төмендей бастайды және ауа циклоның жоғарғы деңгейлерінде жиналады. Осы процестің көптеген аспектілері әлі де жұмбақ болып қала береді. Ғалымдар конвекция сақинасының айналу ортасының үстінде емес, айналасында неге пайда болатынын, немесе жоғарғы деңгейдегі антициклон дауылдың үстіндегі артық ауаның тек бір бөлігін ғана неге шығарып салады білмейді. Көздің қалай қалыптасатыны туралы көптеген теориялар бар: тек қана тропикалық циклондардың жоғары жел жылдамдықтарына жетуі үшін көздің қажеттілігі белгілі. Бір спутниктік зерттеуде бір дауыл үшін орташа есеппен 30 сағат бойы көзге тап болғаны анықталды.

Көз қабырғасын ауыстыру циклдері

Көз қабырғасын алмастыру циклдары, сондай-ақ концентрлі көз қабырғасы циклдары деп те аталады, қарқынды тропикалық циклондарда табиғи түрде пайда болады, әдетте жел жылдамдығы 185 км/сағ-тан (115 миль/сағ) жоғары немесе күшті дауылдарда (Саффир-Симпсон дауыл шкаласы бойынша 3-ші немесе одан жоғары санатта). Тропикалық циклон осы қарқынға жеткенде және көз қабырғасы тартылғанда немесе жеткілікті кішкентай болса (жоғарыда қараңыз), сыртқы жаңбыр жолақтарының кейбіреуі күшейіп, дөңгелек тәрізді ұйымдасады – сыртқы көз қабырғасы. Бұл сыртқы қабырға бірте-бірте ішке қарай жылжып, ішкі көз қабырғасын қажетті ылғал мен бұрыштық импульстан айырады. Циклонның ең күшті желдері көз қабырғасында орналасқандықтан, тропикалық циклон әдетте осы кезеңде әлсірейді, себебі ішкі қабырға сыртқы қабырғамен "құрысқалады". Соңында сыртқы көз қабырғасы ішкі қабырғаның орнын толығымен басады және дауыл қайта күшейе алады. Осы процестің ашылуы АҚШ үкіметінің дауылды өзгерту эксперименті Project Stormfury тоқтатылуына ықпал етті. Бұл жоба көз қабырғасының сыртындағы бұлттарды себуді көздеді, соның нәтижесінде жаңа көз қабырғасы пайда болып, дауыл әлсіреуі тиіс еді. Бірақ бұл процестің дауыл динамикасының нәтижесінде табиғи түрде жүретіні анықталған соң, жоба дереу тоқтатылды.

Қазылар

Тропикалық циклонның ордасы – көз қабырғасының сыртындағы немесе концентрлі көз қабырғалары арасындағы анық сақина, төмен түсумен (баяу төмен қарай қозғалатын ауамен) және жауын-шашынның аз немесе толық болмауымен сипатталады. Ордадағы ауа ағыны созылу мен серпілудің күмүлативтік әсерлерімен анықталады. Көз қабырғалары арасындағы ор – дауыл ортасынан қашықтыққа пропорционалды түрде ауаның айналу жылдамдығы күрт өзгеретін дауылдағы аймақ; бұл аймақтар жылдам жіптелу аймақтары деп те аталады. Мұндай аймақтар жеткілікті күшті кез келген құйында табылуы мүмкін, бірақ күшті тропикалық циклон аймақтарында ең жақсы көрінеді.

Көз қабырғасының мезовертикалары

Көз қабырғасының мезовортиктері – күшті тропикалық циклонның көз қабырғасында кездесетін ұсақ масштабты айналмалы құбылыстар. Принцип бойынша, олар көп бұрқақты торнадоларда жиі байқалатын кішкентай "сорғыш бұрқақтарына" ұқсас. Осы бұрқақтардағы жел жылдамдығы көз қабырғасының басқа жерлерінен асып түсуі мүмкін. Көз қабырғасының мезовортиктері тропикалық циклонның қарқынды даму кезеңдерінде ең көп кездеседі. Эксперименттік тұрғыдан алғанда, көз қабырғасының мезовортиктері тропикалық циклон құрлыққа шыққаннан кейін торнадоның пайда болуына ықпал ететін маңызды фактор болып табылады. Мезовортиктер жеке конвективті жасушаларда немесе көтерілетін ауа ағынында (мезоциклон) айналу тудыра алады, бұл торнадолық белсенділікке алып келеді. Құрлыққа шыққанда тропикалық циклон мен жер беті арасында үйкеліс пайда болады. Бұл мезовортиктердің жер бетіне түсуіне жағдай жасайды, нәтижесінде торнадо пайда болады. Шекаралық қабаттағы осы торнадолық айналымдар қарқынды тропикалық циклонның ішкі көз қабырғаларында жиі кездесуі мүмкін, бірақ олардың ұзақтығы қысқа және көлемі шағын болғандықтан көбінесе байқалмайды.

Стадион эффектісі

Стадион эффекті – күшті тропикалық циклондарда байқалатын құбылыс. Бұл жиі кездесетін жағдай, онда көз қабырғасының бұлттары биіктікпен бірге беттен сыртқа қарай иіледі. Бұл көздің әуеден спорт стадионына ұқсас көрініс беруіне себеп болады. Көз дауылдың үстінде әрқашан үлкен, ал дауылдың төменгі бөлігінде кішкентай болады, себебі көз қабырғасындағы көтерілетін ауа бірдей бұрыштық импульстің изолинияларын ұстанады, және олар биіктікпен бірге сыртқа қарай еңіскедей болады.

Көзге ұқсас белгілер

Көбінесе тропикалық циклон күшейген кезде көз тәрізді құрылымдар кездеседі. Бұл дауылдың айналым орталығындағы конвекция жоқ дөңгелек аймақ, оны урағандар мен тайфундардағы көзге ұқсатуға болады. Мұндай көзге ұқсас белгілер көбінесе Саффир-Симпсон шкаласы бойынша 1-ші санаттағы тропикалық дауылдар мен урағандардың күшею кезеңінде табылады. Мысалы, Бета урағанында дауылдың максималды жел жылдамдығы 80 км/сағ (50 миль/сағ) болғанда, ураған күшінің төменгі шегінде көзге ұқсас ерекшелік анықталды. Бұл белгілер әдетте ғарыштан көрінетін жарық спектрінде немесе инфрақызыл сәулелерде көрінбейді, бірақ микротолқынды спутниктік суреттерде анық байқалады. Олардың атмосфераның ортаңғы қабаттарындағы дамуы толыққанды көзге қалыптасуға ұқсас, бірақ тік желдің жылдамдық градиентіне байланысты бұл ерекшеліктер көлденең бағытта ығысуы мүмкін.

Қауіптер

Дауылдың көзі – дауылдың ең тыныш бөлігі (кем дегенде құрлықта), ортасында жел мүлдем болмайды және әдетте аспан ашық болады. Бірақ мұхитта бұл, мүмкін, ең қауіпті аймақ. Дауылдың қабырғасында желмен қоздырылған толқындардың бәрі бір бағытта қозғалады. Ал көздің ортасында толқындар барлық жақтан жиналады, нәтижесінде тұрақсыз толқындар пайда болады, олар бірінің үстіне бірі жиналып, алып толқындарға айналуы мүмкін. Ұраган толқындарының ең жоғары биіктігі белгісіз, бірақ «Иван» Ұраганы кезінде, ол 4-санатты Ұраган болғанда, толқындар дауылдың қабырғасының жанында шыңынан ойысқа дейін 40 метрден (130 футтан) асып кеткені бағаланды. Көптеген адамдар, әсіресе Ұрагандар сирек болатын аймақтарда, дауылдың тыныш көзі өте жатқанда үйлерінен шығып, зақымды тексеруге тырысып, кейін дауылдың қарама-қарсы қабырғасындағы күшті желге тап болады.

Басқа циклон

Тропикалық циклонның ғана ресми түрде "көз" деп аталатын құрылымы бар болғанымен, басқа да ауа райы жүйелері көз сияқты белгілерді көрсетуі мүмкін.

Полярлық төменгі деңгейлер

Полярлық төмендемелер – полюстер маңында кездесетін, әдетте 1000 км-ден (600 миль) кіші мезомасштабты ауа райы жүйелері. Тропикалық циклон сияқты, олар да салыстырмалы түрде жылы су үстінде қалыптасады және күшті конвекция мен дауылды желдерге ие болуы мүмкін. Дегенмен, тропикалық дауылдардан өзгешелігі – олар әлдеқайда суық температурада және жоғары ендіктерде жақсы дамиды. Олар көлемі жағынан кішірек және аз уақытқа созылады, көбінесе бір тәуліктен аспайды. Осы ерекшеліктерге қарамастан, олар тропикалық циклон сияқты құрылымға ие болуы мүмкін, ортасында ашық көз, оны қоршаған көз қабырғасы және жаңбыр мен қарлы аймақтар болады.

Тропикалықтан тыс циклон

Экстратропикалық циклон – әртүрлі ауа массаларының шекарасында пайда болатын төмен қысым аймағы. Орта шағын ендіктерде кездесетін дауылдардың көбі – экстратропикалық сипатта, оның ішінде Солтүстік Американың классикалық солтүстік-шығыс дауылдары мен Еуропаның желді дауылдары да осыған жатады. Ең қауіптілері ең төмен барометриялық қысым орналасқан жерде айқын "көз" болуы мүмкін, бірақ ол көбінесе төменгі, конвекциялық емес бұлттармен қоршалған және дауылдың арт жағына қарай орналасады.

Субтропикалық циклон

Субтропикалық циклон – кейбір экстратропикалық және тропикалық қасиеттері бар төмен қысымды жүйелер. Сондықтан, олар толыққанды тропикалық емес болғанымен, олардың ортасы болуы мүмкін. Субтропикалық циклондар өте қауіпті болуы мүмкін, күшті желдер мен толқындарды тудырады және көбінесе дамып, толыққанды тропикалық циклонға айналады. Осы себепті Ұлттық дауылдар орталығы 2002 жылдан бастап субтропикалық дауылдарды да атау тізіміне қоса бастады.

Торнадолар

Торнадолар – Жер бетіндегі ең жылдам жел тудыратын, құрылымдық бұрқасын. Олардың екі негізгі түрі бар: бір айналмалы жотадан тұратын бір айналмалы торнадо және кішкентай "сорғыш воронкаларынан" – шағын торнадоға ұқсас, ортақ центрдің айналасында айналатын көп айналмалы торнадо. Екі түрдің де ішінде тыныш көз бар деген теория бар. Бұл теориялар ауа райы радарынң Доплер жылдамдығын бақылауларымен және куәгерлердің айғақтарымен қолдалады.

Жерден тыс айналымдар

НАСА 2006 жылдың қарашасында Кассини ғарыш аппараты Сатурнның оңтүстік полюсіне бекітілген, анық көз қабырғасы бар "ұран сияқты" дауылды байқағанын хабарлады. Бұл байқау ерекше болды, себебі Жерден басқа ешқандай планетада бұрын көз қабырғасы бұлттары көрілмеген (соның ішінде Галилео ғарыш кемесі Юпитердің Ұлы Қызыл Дабылында көз қабырғасын байқамаған). 2007 жылы Еуропалық ғарыш агенттігінің Венера экспресс миссиясы Венераның екі полюсіндегі өте ірі айналмалы құбылыстардың дипольдік көз құрылымына ие екенін анықтады.