trkУраган может рассматриваться в первом приближении как тепловая машина, которая получает тепловой поток от теплого и влажного воздуха над тропическим океаном и высвобождает это тепло через конденсацию водяного пара в капельки воды, создавая спиральную облачность, и затем выделяет его на верхних уровнях тропосферы (~ 12 км).
Можно взглянуть на энергетику урагана двумя способами:
- общее количество энергии, выделяемой конденсацией капель воды;
- количество кинетической энергии, создаваемой для поддержания сильных закрученных ветров урагана;
Оказывается, что подавляющее большинство тепла, выделяемого в процессе конденсации, используется для поддержки восходящих движений, и лишь небольшая часть управляет горизонтальными ветрами бури.
Метод 1) - Общая энергия, выделяемая посредством образования облаков / дождя:
Средний ураган производит 15 мм / день дождя внутри круга с радиусом 665 км. Больше дождя выпадает во внутренней части урагана вокруг глаза, меньше во внешних дождевых полосах. Преобразование этого в объем дождя дает 2,1 x 10^16 см3 / день. Кубический сантиметр весит 1 г. Используя скрытую теплоту конденсации, это количество произведенного дождя дает 5,2 × 10 19 Дж / день или 6,0 x 10^14 Вт. Это эквивалентно 200-кратной всемирной электрической генерирующей мощности - невероятное количество энергии!
Метод 2) - Генерируемая полная кинетическая энергия (энергия ветра):
Для зрелого урагана количество генерируемой кинетической энергии равно тому, которое рассеивается из-за трения. Коэффициент диссипации на единицу площади - это плотность воздуха, умноженная на коэффициент сопротивления, умноженный на скорость ветра. Можно либо интегрировать типичный профиль ветра в диапазоне радиусов от центра урагана до внешнего радиуса, охватывающего шторм, либо принять среднюю скорость ветра для внутреннего ядра урагана. Выполняя последний и используя ветры 40 м/с в радиусе 60 км, получают скорость рассеивания ветра (скорость генерации ветра) 1,3 × 10^17 Дж / день или 1,5 х 10^12 Вт. Это эквивалентно примерно половине мировых электрогенерирующих мощностей - также огромное количество энергии, производимой!
Любой из этих методов - это огромное количество энергии, создаваемой ураганами. Тем не менее, можно видеть, что количество энергии, выделяемой в урагане (путем создания облаков / дождя), которое фактически идет на поддержание спиральных ветров урагана, представляет собой огромное отношение 400 к 1.
http://www.aoml.noaa.gov/hrd/tcfaq/D7.html