Образование тропических циклонов подчиняется математическому закону

В качестве оценки мощности каждого конкретного урагана авторы использовали не его физический «размер», а показатель высвобожденной им энергии PDI (power dissipation index, индекс рассеиваемой мощности). PDI определяется как сумма произведений v³•Δt, где v — измеренная скорость ветра у поверхности земли, а Δt — временной интервал, отделяющий одно измерение от другого. Эти произведения суммируются на всём протяжении жизни тропического циклона.

PDI рассчитывался по данным наблюдений, выполненных в последние 40 лет для четырёх океанических бассейнов: северной части Атлантического океана, северо-западной и северо-восточной — Тихого и бассейна Южного полушария. Как выяснилось, во всех четырёх случаях плотность распределения вероятности D(PDI) пропорциональна величине 1/PDI^α, где показатель α изменяется в довольно узких пределах. Несоответствия проявляются только при самых низких и самых высоких значениях PDI; учёные объясняют это тем, что в информации по тропическим циклонам малой мощности есть пробелы, а продолжительность ураганов с наибольшими PDI ограничивается размерами бассейна.

Результаты исследования. Число учтённых тропических циклонов составляет (сверху вниз) 469, 674, 690 и 601, а показатель степени α равняется 1,19, 1,17, 0,98 и 1,11. (Иллюстрация из журнала Nature Physics.)

Авторам также удалось обнаружить связь между мощностью тропических циклонов и изменениями температуры поверхности морей: в те годы, когда температура повышалась, «точка отсечки», в которой кривая на показанном выше графике отходит от аппроксимирующей прямой, смещалась в направлении бóльших значений PDI. При этом эффект достигался за счёт роста скорости ветра, а не увеличения продолжительности ураганов.

По материалам Компьюлента