Vad är en orkan? Tja, en orkan är en tropisk cyklon som förekommer i Nordatlanten och Nordöstra Stilla havet och förblir öster om International Dateline. Dessa cykloner livnär sig från värme som frigörs när fuktig luft stiger och orsakar kondensation av vattenångan som finns i den fuktiga luften. Dessa stormar drivs av en annan värmekanism än andra cykloniska vindstormar (nor’easters, polar low and European windstorms). De klassificeras som ett varmt kärnstormsystem.
Alla tropiska cykloner är områden med lågt atmosfärstryck. I själva verket är trycket som registreras i mitten av tropiska cykloner bland de lägsta som förekommer vid havsnivån. En orkan kännetecknas och drivs av frigörandet av stora mängder latent kondensvärme (vattenånga kondenserar när den rör sig uppåt). Denna värme fördelas vertikalt runt stormens centrum, så förutom vid vattenytan är den varmare inuti cyklonen än den är utanför. I mitten av orkanen finns ett område med sjunkande luft. Om detta område är tillräckligt starkt kan det utvecklas till ett stort öga. Vädret i ögat är normalt lugnt och fritt från moln, men havets yta kan kasta våldsamt. Ögat är normalt cirkulärt och kan variera i storlek från 3 km till 370 km i diameter.
Medan en tropisk cyklons primära energikälla är frigörandet av kondensvärmen, är soluppvärmning den ursprungliga källan till den avdunstningen. Ett initialt varmt kärnsystem (ett organiserat åskväderkomplex) är nödvändigt för bildandet av en tropisk cyklon, men ett stort flöde av energi behövs för att sänka atmosfärstrycket. Tillströmningen av värme och fukt från den underliggande havsytan är avgörande för den tropiska cyklonförstärkningen och det mesta kommer från de lägre 1 km av atmosfären. Kondens leder till högre vindhastigheter. Dessa snabbare vindar och det lägre trycket som förknippas med dem orsakar en ökning av ytindunstning och mer kondens. Detta positiva återkopplingssystem fortsätter och matar orkanen tills förhållandena för orkanbildning är borta. Jordens rotation får systemet att snurra (Coriolis-effekten) vilket ger det ett cykloniskt utseende och påverkar dess bana.
Tropiska cykloner kännetecknas av den djupa konvektionen som bränsle dem. Eftersom konvektionen är starkast i tropikerna definierar den den ursprungliga domänen för den tropiska cyklonen. För att fortsätta mata sig själv måste en tropisk cyklon förbli över varmt vatten. När en tropisk cyklon passerar över land stängs den av från värmekällan och styrkan minskar snabbt. Passagen av en tropisk cyklon över havet kan få de övre lagren av havet att svalna väsentligt, vilket kan påverka efterföljande cyklonutveckling. Forskare vid National Center for Atmospheric Research i USA uppskattar att en tropisk cyklon släpper värmeenergi lika med 70 gånger världens energiförbrukning, 200 gånger den globala elproduktionskapaciteten eller samma som att explodera en kärnbomb med 10 megaton var 20: e minut.
Tja, där har du svaret på vad som är en orkan. Det är en tropisk mardröm, men om människor på något sätt skulle kunna utnyttja den energin skulle vi aldrig behöva fossila bränslen igen.
Vi har skrivit många artiklar om orkaner för Space Magazine. Här är en artikel om mänskliga influenser som genererar fler orkaner, och här är en NASA-video av Hurricane Bill.
Om du vill ha mer information om orkaner, kolla in Visible Earth-hemsidan. Och här är en länk till NASAs jordobservatorium.
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast som handlar om planeten Jorden. Lyssna här, avsnitt 51: Jorden.
