Om te begrijpen hoe een orkaan werkt, je moet de basisprincipes begrijpen van luchtdruk . De gassen waaruit de atmosfeer van de aarde bestaat, zijn onderhevig aan de zwaartekracht van de planeet. In feite, de atmosfeer weegt in totaal 5,5 biljard ton (4,99 biljard ton). De gasmoleculen onderaan, of degenen die zich het dichtst bij het aardoppervlak bevinden waar we allemaal leven, worden samengedrukt door het gewicht van de lucht erboven.

De lucht die het dichtst bij ons is, is ook de warmste, aangezien de atmosfeer grotendeels wordt verwarmd door het land en de zee, niet door de zon. Om dit principe te begrijpen, denk aan een persoon die een ei bakt op de stoep op een hete, zonnige dag. De warmte die door de stoep wordt geabsorbeerd, braadt het ei eigenlijk, niet de warmte die van de zon komt. Als de lucht opwarmt, zijn moleculen bewegen verder uit elkaar, waardoor het minder dik wordt. Deze lucht stijgt vervolgens naar grotere hoogten waar luchtmoleculen minder worden samengedrukt door de zwaartekracht. Als het warm is, lagedruklucht stijgt op, koel, hogedruklucht grijpt de kans om eronder naar binnen te dringen. Deze beweging heet a drukgradiënt kracht.

Dit zijn enkele van de fundamentele krachten die aan het werk zijn wanneer zich een lagedrukcentrum in de atmosfeer vormt - een centrum dat kan veranderen in wat mensen in de Noord-Atlantische Oceaan, Noord-Pacific en Caribische regio's noemen een orkaan. Wat gebeurt er nog meer? We zullen, zoals we weten, warm, vochtige lucht van het oceaanoppervlak begint snel te stijgen. Naarmate het stijgt, zijn waterdamp condenseert om onweerswolken en regendruppels te vormen. Door de condensatie komt warmte vrij genaamd latente condensatiewarmte . Deze latente warmte verwarmt de koele lucht, waardoor het stijgt. Deze opstijgende lucht wordt vervangen door meer warme, vochtige lucht uit de oceaan beneden. En de cyclus gaat verder, warmer tekenen, vochtige lucht in de zich ontwikkelende storm en het verplaatsen van warmte van het oppervlak naar de atmosfeer. Deze uitwisseling van warmte creëert een windpatroon dat rond een centrum circuleert, als water dat door een afvoer loopt.

Maar hoe zit het met die kenmerkende woeste winden? Convergerende winden aan de oppervlakte botsen en duwen warm, vochtige lucht naar boven. Deze opstijgende lucht versterkt de lucht die al opstijgt vanaf het oppervlak, zodat de circulatie en windsnelheden van de storm toenemen. Ondertussen, sterke wind die op grotere hoogte met dezelfde snelheid waait (tot 30, 000 voet of 9, 000 meter) helpen om de opstijgende warme lucht uit het centrum van de storm te verwijderen, het handhaven van een continue beweging van warme lucht van het oppervlak en het houden van de storm georganiseerd. Als de wind op grote hoogte niet op alle niveaus met dezelfde snelheid waait -- als windschaar aanwezig zijn -- de storm wordt ongeorganiseerd en verzwakt.

Nog hoger in de atmosfeer (boven de 30, 000 voet of 9, 000 meter) hogedruklucht boven het centrum van de storm verwijdert ook warmte uit de opstijgende lucht, de luchtcyclus en de groei van de orkaan verder stimuleren. Omdat hogedruklucht in het lagedrukcentrum van de storm wordt gezogen, windsnelheden nemen toe. Dan heb je te maken met een orkaan.

Hoe een orkaan ontstaat

Je hoort nooit over orkanen die Alaska raken. Dat komt omdat orkanen zich ontwikkelen in warme, tropische gebieden waar het water minstens 27 graden Celsius is. De stormen vereisen ook vochtige lucht en convergerende equatoriale winden. De meeste Atlantische orkanen beginnen voor de westkust van Afrika, beginnend als onweersbuien die over de warme, tropische oceaanwateren.

Het lagedrukcentrum van relatieve rust van een orkaan wordt de genoemd oog . Het gebied rond het oog wordt de oog muur , waar de meest gewelddadige winden van de storm optreden. De banden van onweersbuien die vanuit het oog naar buiten circuleren, worden genoemd regenbanden . Deze stormen spelen een sleutelrol in de verdampings-/condensatiecyclus die de orkaan voedt.

De rotatie van een orkaan is een product van de Corioliskracht , een natuurverschijnsel dat ervoor zorgt dat vloeistoffen en vrij bewegende objecten naar rechts van hun bestemming op het noordelijk halfrond en naar links op het zuidelijk halfrond afbuigen. Stel je voor dat je een klein vliegtuig direct naar het zuiden vliegt. Terwijl je naar het zuiden gaat, de planeet draait. Als je op een kaart een vlucht van de Noordpool naar de evenaar hebt uitgezet, het pad lijkt naar rechts te buigen.

Dus op het noordelijk halfrond, winden buigen naar rechts. Op het zuidelijk halfrond, ze buigen naar links. Deze windafbuiging zorgt ervoor dat stormen gaan draaien. Als resultaat, orkanen op het noordelijk halfrond draaien tegen de klok in en met de klok mee op het zuidelijk halfrond. De kracht beïnvloedt ook het werkelijke pad van de orkaan, buig ze naar rechts (met de klok mee) op het noordelijk halfrond en naar links (tegen de klok in) als je ten zuiden van de evenaar bent. Als je het je niet meer kunt herinneren, beweeg gewoon binnen vijf graden van de evenaar; de Coriolis-kracht is daar te zwak om orkanen te helpen vormen.

Orkanen beginnen hun leven vaak als clusters van wolken en onweersbuien genaamd tropische verstoringen . Deze lagedrukgebieden hebben zwakke drukgradiënten en weinig of geen rotatie. De meeste van deze verstoringen verdwijnen, maar enkelen volharden op het pad naar de status van orkaan. In deze gevallen, de onweersbuien in de storing release latente warmte , die gebieden in de verstoring verwarmt. Dit zorgt ervoor dat de luchtdichtheid in de verstoring lager wordt, het verlagen van de oppervlaktedruk. Windsnelheden nemen toe naarmate koelere lucht onder de opstijgende warme lucht stroomt. Omdat deze wind onderhevig is aan de Coriolis-kracht, de storing begint te draaien. De inkomende winden brengen meer vocht binnen, die condenseert om meer wolkenactiviteit te vormen en daarbij latente warmte afgeeft.

Levenscyclus van een orkaan