Основные закономерности формирования атмосферных вихрей

В атмосфере нередко формируются образования, в которых воздух и содержащаяся в нём влага и твёрдые вещества вращаются циклонически в Северном полушарии и антициклонически - в Южном. Это атмосферные вихри, к которым относятся циклоны тропические и средних широт, ураганы, торнадо, тайфуны, тромбо, орканы, вили-вилли, бегвиз, смерчи и т. п. Считается, что возникновение вихрей и пополнение их энергией происходит в результате подъёма больших масс тёплого воздуха и скрытой теплоты конденсации. Считается, что в районах образования тропических циклонов вода теплее атмосферы. В этом случае воздух нагревается от океана и поднимается вверх. В результате влага конденсируется и выпадает в виде дождей, давление в центре циклона падает, что и приводит к возникновению вращательных движений воздуха, влаги, твердых веществ, заключенных в вихре. Эта общепринятая гипотеза формирования вихрей возникла без анализа натурной информации, путём логических умозаключений и представлений её авторов о физике развития подобных процессов. Некоторые исследователи видят слабые стороны этой, хотя и общепринятой, гипотезы. Автор данной работы видит очевидный следующий недостаток этой гипотезы. Так, чтобы воздух нагревался от океана, недостаточно, чтобы океан был теплее воздуха. Необходим поток тепла с глубины к поверхности океана, а следовательно, и подъём воды. Вместе с тем, в тропической зоне океана вода на глубине всегда холоднее, чем у поверхности, и такого тёплого потока нет. Кроме того, вода в океане практически всегда холоднее воздуха. В принятой гипотезе вихрь формируется при температуре воды более 26°C. Однако в реальности мы наблюдаем иное. Так, в экваториальной зоне Тихого океана, где активно образуются тропические циклоны, средняя температура воды ~ 25°C. При этом циклоны чаще образуются, когда температура поверхности океана понижается и редко, когда температура поверхности океана повышается. Поэтому можно считать, что принятая гипотеза формирования циклонов не может реализоваться.
Мы провели анализ этих явлений и предлагаем свою гипотезу формирования и развития вихревых образований, правильнее объясняющую их природу. Активную роль в формировании и пополнении энергией вихревых образований играют долгопериодные океанические волны Россби. Они образуют аномалии холодной воды, которые охлаждают атмосферный воздух, создавая отрицательные аномалии овальной формы, близкой к круговой, холодного воздуха в центре и более тёплого на периферии. В результате и давление внутри аномалии оказывается ниже, чем на её периферии. Как следствие этого возникают усилия, обусловленные градиентом давления, которые движут массы воздуха и содержащейся в нём влаги и твёрдых веществ в центр аномалии. На массы воздуха действует сила Кориолиса, которая отклоняет их вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Таким образом, массы будут двигаться в цент аномалии по спирали. В целом на массы будет действовать сила, стремящаяся сместить их по радиусу и сила Кориолиса. Такое распределение усилий приводит к тому, что воздух с содержащимися в нём влагой и твердыми частицами устремляется в центр аномалии и там выталкивается вверх. Именно выталкивается, но не поднимается, как это считается в принятых гипотезах образования атмосферных вихрей, при этом поток тепла направлен из атмосферы в океан. Подъём воздуха вызывает конденсацию влаги и, соответственно, падение давления в центре аномалии, образование облачности над ней, выпадение осадков. Это приводит к уменьшению температуры воздуха аномалии и ещё большему падению давления в её центре. Возникает своего рода связь процессов, взаимно усиливающих друг друга: падение давления в центре аномалии увеличивает подачу в нее воздуха и, соответственно, его подъём, что в свою очередь приводит к ещё большему падению давления и, соответственно, увеличению поступления масс воздуха, влаги и твёрдых частиц в аномалию. В свою очередь это приводит к сильному увеличению скоростей движения воздуха (ветра) в аномалии, образуя вихрь.