Среди наиболее существенных последствий глобального изменения климата особое место занимает возможное изменение активности тропических циклонов. Тропические циклоны (ТЦ) – это общее название одних из самых впечатляющих и особо опасных форм геофизических явлений. Тропическими циклонами называются циклоны, зарождающиеся над тропическими областями океанов и берущими свою основную энергию посредством изъятия тепла от перегретой поверхности океанов. Для анализа и прогноза циклонической активности, ТЦ делят на категории в зависимости от максимальной скорости ветра на высоте 10 м, усредненной за 10 минут. ТЦ в стадии формирования, когда максимальная скорость ветра в них не превышает 17 м/с, называются депрессиями (тропическими областями пониженного давления). Тропическими штормами называют циклоны со скоростями от 17 до 32 м/с. Те же образования, чьи скорости превышают 33 м/с, называют ураганами в северо-западной части Атлантического океана и северо-восточной части Тихого океана. В северо-западной акватории Тихого Океана их именуют тайфунами. В других акваториях Мирового океана их называют просто сильными тропическими циклонами.
Наибольший интерес с научной и практической точек зрения представляют три аспекта активности ураганов: их частота, интенсивность, и географическое распределение. Любое изменение в частоте, с какой ураганы атакуют населенные территории, имеет большое значение. Но следует заметить, величина наносимого при этом ущерба растет примерно как куб максимальной скорости ветра в штормах (ураганах), так что практически наибольшую опасность несут именно интенсивные штормы. И если некоторый аспект изменения климата может привести к меньшему количеству ураганов, но большей интенсивности, мы вправе ожидать и больших потерь. Также чрезвычайно важным является выяснение причин, по которым изменение климата может приводить к перераспределению ураганов: они могут возникать реже в тех частях мира, где раньше господствовали и наоборот все чаще появляться там, где они раньше были редкостью. С научной точки зрения, перечисленные аспекты в существенной степени различны. Факторы, которые управляют интенсивностью ураганов, очевидно, весьма отличаются от тех, которые управляют частотой их возникновения, и это имеет свое отражение в рядах наблюдений. Известно, что в некоторые сезоны было немного, но очень интенсивных штормов. В частности, сезон 1992 года был представлен сравнительно небольшим количеством ураганов, но в тоже время ознаменован одним из крупнейших за всю историю Ураганом Эндрю. Географическое распределение ураганов по статистически большому ансамблю определяется особенностями крупномасштабной циркуляции атмосферы и океанов, которые могут, в принципе, изучаться с помощью современных численных моделей глобальной циркуляции.
Четвертой важной характеристикой ураганов является их геометрический размер. В стадии максимального развития диаметры тропических циклонов могут различаться на порядок: от нескольких десятков до нескольких сотен километров. Другими словами наименьшие наблюдаемые штормы могут быть помещены полностью в пределах центральной области (глаза) наибольшего. В частности, самым большим за всю историю наблюдений оказался тайфун «Тип» (12 октября 1979 г.). Его радиус составил 1100 км. Самым маленьким был ТЦ «Трэйси» (24 декабря 1974г.) с радиусом всего около 50 км. Следует отметить, что ТЦ, радиус которого в два раза превышает радиус другого, вызовет, скорее всего, ущерб в четыре раза больший (при прочих равных условиях), так как след наносимых повреждений будет вдвое шире и каждая точка в пределах этого трека будет испытывать разрушительные ветры вдвое дольше. Величины океанических волн и области покрытия ими, а также уровень штормового нагона (воды) при этом будут тоже больше. Катрина 2005 – это как раз мрачный пример большого урагана. К сожалению, в настоящее время мало, что достоверно известно о факторах, которые определяют геометрический размер индивидуальных ТЦ и поэтому обсуждать научные достижения в этом вопросе, по-видимому, преждевременно.
В данном учебном пособии особое внимание уделено рассмотрению тех факторов, которые влияют на интенсивность, частоту и географическое распределение ураганов. Длительные космические наблюдения дают уникальную возможность представить эмпирическое доказательство того, что активность ураганов за последние тридцать лет значительно возросла. Методы современного математического моделирования позволяют обобщить накопленный эмпирический материал с целью не только адекватной диагностики происходящих климатических изменений, но и получения состоятельного прогноза возможных последствий. Наконец, обсуждается вопрос возможности активных воздействий на ураганы для минимизации наносимого ущерба.