Шкала ураганов Саффира — Симпсона

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Шкала ураганных ветров Саффира — Симпсона (SSHWS), или шкала ураганов Саффира — Симпсона (SSHS), классифицирует ураганы — тропические циклоны западного полушария — которые превышают интенсивность тропических депрессий и тропических штормов — на пять категорий, различающихся по интенсивности их продолжительных ветров.

Чтобы попасть в эту классификацию, ураган — тропический циклон должен иметь максимальную продолжительную скорость ветра в течение одной минуты в 10 м над поверхностью не менее 119 км/ч для первой категории. Высшая классификация по шкале, категория 5, состоит из штормов с максимальной поддерживаемой скоростью ветра не менее 252 км/ч. Все пять категорий представлены в таблице со скоростью ветра в различных единицах. Классификация может дать некоторое представление о потенциальном ущербе и затоплении, которое ураган вызовет при достижении побережья.

Шкала Саффира — Симпсона
Категория Скорость ветра
(максимальный устойчивый ветер в течение 1 минуты)
м/с узлов (уз) миль/ч км/ч
5 (Пять) ≥ 70 м/с   ≥ 137 уз   ≥ 157 миль/ч   ≥ 252 км/ч  
4 (Четыре)   58—70 м/с     113—136 уз     130—156 миль/ч     209—251 км/ч  
3 (Три)   50—58 м/с     96—112 уз     111—129 миль/ч     178—208 км/ч  
2 (Два)   43—49 м/с     83—95 уз     96—110 миль/ч     154—177 км/ч  
1 (Один)   33—42 м/с     64—82 уз     74—95 миль/ч     119—153 км/ч  
Дополнительная классификация
Тропический шторм   18—32 м/с     34—63 уз     39—73 миль/ч     63—118 км/ч  
Тропическая депрессия   ≤ 17 м/с     ≤ 33 уз     ≤ 38 миль/ч     ≤ 62 км/ч  

Шкала ураганного ветра Саффира — Симпсона основана на максимальной скорости ветра, усреднённой за минутный интервал в 10 м над поверхностью. Хотя шкала показывает скорость ветра в непрерывном диапазоне скоростей, Национальный ураганный центр Центральный тихоокеанский ураганный центр указывают интенсивность тропических циклонов с шагом 5 узлов, например, 100, 105, 110, 115 узлов и так далее из-за неотъемлемой неопределённости в оценке силы тропических циклонов. Затем скорость ветра в узлах преобразуется в другие единицы и округляется до ближайших 5 миль/ч или 5 км/ч.

Шкала ураганов Саффира — Симпсона официально используется только для описания ураганов, которые формируются в Атлантическом океане и северной части Тихого океана к востоку от международной линии перемены дат. В других регионах для обозначения этих штормов, которые в зависимости от региона называются циклонами или тайфунами, используются разные шкалы. В этих регионах (за исключений измерений объединённого американского военно-морского центра по предупреждению о тайфунах) для определения максимальной устойчивой скорости ветра используются усреднённые значения ветра за три или десять минут вместо усреднения за 1 минуту, что создаёт важную разницу, которая мешает прямому сравнению максимальных скоростей ветра во время штормов, измеренных с использованием шкалы ураганных ветров Саффира — Симпсона, в которой применяется 1-минутное усреднение (такие ветра обычно выглядят на 14 % более интенсивно), и тех, где скорость ветра измеряется с 10-минутным интервалом (обычно выглядят на 12 % менее интенсивно)[1].

Существует некоторая критика SSHWS за то, что она не учитывает дождь, штормовой прилив и другие важные факторы, но защитники SSHWS говорят, что часть цели SSHWS — быть простой и понятной.

История

Шкала была разработана в 1971 году инженером-строителем Гербертом Саффиром и метеорологом Робертом Симпсоном, который в то время был директором Национального центра ураганов США (NHC)[2]. Шкала была представлена широкой публике в 1973 году[3] и получила общее распространение после того, как Нил Франк сменил Симпсона во главе NHC в 1974 году[4].

Первоначальная шкала была разработана Гербертом Саффиром, инженером-строителем, который в 1969 году отправился по заказу ООН на изучение недорогого жилья в районах, подверженных ураганам[5]. Во время проведения исследования Саффир понял, что не существует простой шкалы для описания вероятных последствий урагана. Отражая полезность шкалы магнитуд Рихтера для описания землетрясений, он разработал шкалу от 1 до 5, основанную на скорости ветра, которая показала ожидаемые повреждения конструкций. Саффир дал оценку NHC, а Симпсон учёл эффекты штормового нагона и наводнения.

В 2009 году NHC предпринял шаги по устранению диапазонов давления и штормовых нагонов из категорий, преобразовав их в шкалу чистого ветра, названную шкалой ураганных ветров Саффира — Симпсона (экспериментальной) [SSHWS]

урагане Чарли (2004 г.), который имел более слабый штормовой нагон, чем предполагалось[9]. После исключения штормового нагона из шкалы ветров Саффира — Симпсона, прогнозирование и моделирование штормовых нагонов теперь осуществляется с использованием компьютерных численных моделей, таких как ADCIRC и SLOSH
.

В 2012 году NHC расширил диапазон скоростей ветра для категории 4 на 1 миль/ч в обоих направлениях, до 130—156 миль/ч, с соответствующими изменениями в других единицах (113—136 узлов, 209—251 км/ч) вместо 131—155 миль/ч (114—135 узлов, 210—249 км/ч). NHC и Central Pacific Hurricane Center определяют интенсивность тропических циклонов с шагом в 5 узлов, а затем преобразуют в единицы миль/ч и км/ч с аналогичным округлением для других отчётов. Так, скорость 115 узлов имеет рейтинг урагана категории 4, но преобразование в мили в час (132,3 миль/ч) округляется до 130 миль/ч, что делает его штормом с категорией 3. Аналогично, скорость 135 узлов (~155 миль/ч, и, следовательно, категория 4) соответствует 250,02 км/ч, которая согласно определению, использованному до изменения, будет относиться к категории 5. Чтобы решить эти проблемы, NHC был обязан неправильно сообщать о штормах со скоростью ветра 115 узлов как 135 миль/ч и 135 узлов как 245 км/ч. Изменение определения позволяет для штормов со скоростью 115 узлов правильно округлять скорость до 130 миль/ч, и для штормов со скоростью 135 узлов правильно указывать 250 км/ч, и по-прежнему относить их в категорию 4. Поскольку NHC ранее округлял неправильно, чтобы штормы оставались в категории 4 в каждой единице измерения, изменение не влияет на классификацию штормов предыдущих лет[6]. Новая шкала была введена в действие 15 мая 2012 г.[10]

Категории

Шкала делит ураганы на пять различных категорий в зависимости от скорости ветра. Национальный центр ураганов США классифицирует ураганы по категориям 3 и выше как сильные ураганы, а Объединённый центр предупреждения о тайфунах классифицирует тайфуны со скоростью ветра 150 миль/ч или выше (сильная категория 4 и категория 5) как супертайфуны (хотя все тропические циклоны могут быть очень опасными). Большинство метеорологических агентств используют определение устойчивых ветров, рекомендованное Всемирной метеорологической организацией (ВМО), в котором указывается измерение ветра на высоте 33 фута (10,1 м) за 10 минут, а затем проведя усреднение. Напротив, Национальная метеорологическая служба США, Центр ураганов в Центральной части Тихого океана и Объединённый центр предупреждения о тайфунах определяют устойчивые ветры как средние значения ветра в течение одной минуты, измеренные при той же высоте 33 фута (10,1 м)[11][12], и это определение, используемое для этой шкалы ураганов.

Шкала примерно логарифмическая по скорости ветра.

Пять категорий описаны в следующих подразделах в порядке возрастания интенсивности[13]. Интенсивность примеров ураганов определяется как при выходе их на сушу, так и максимальной интенсивностью.

Категория 1

Категория 1
Устойчивые ветры Последний выход на берег
33—42 м/с
64—82 уз
119—153 км/ч
74—95 миль/ч 		Николь приближается к штату Флорида.

Очень опасные ветры нанесут некоторый ущерб

Ураганы категории 1 обычно не причиняют значительного структурного повреждения большинству хорошо построенных постоянных сооружений; однако они могут сваливать незакрепленные передвижные дома, а также выкорчевывать или ломать слабые деревья. Плохо прикреплённая черепица может сорваться. Прибрежные наводнения и повреждения пирсов часто связаны со штормами категории 1. Перебои в подаче электроэнергии обычно широко распространены и продолжаются иногда по несколько дней. Несмотря на то, что это наименее интенсивный тип урагана, они всё же могут причинить значительный ущерб и быть опасными для жизни штормами[6].

Ураганы, сила которых соответствовала категории 1, и достигшие берега с такой интенсивностью включают:

Гамма (2020), Нора (2021), Николас (2021), Памела (2021), Джулия (2022), Лиза (2022) и Николь
(2022).

Категория 2

Категория 2
Устойчивые ветры Последний выход на берег
43—49 м/с
83—95 уз
154—177 км/ч
96—110 миль/ч
Олаф в 2021 году во время выхода на берег в Нижней Калифорнии.

Чрезвычайно опасные ветры нанесут значительный ущерб

Бури категории 2 часто повреждают кровельный материал (иногда обнажая крышу) и наносят ущерб плохо установленным дверям и окнам. Плохо закреплённые знаки и опоры могут получить значительный ущерб, а многие деревья — быть вырваны с корнем или сломаны. Мобильные дома, независимо от того, закреплены они на якоре или нет, обычно повреждаются, а иногда и разрушаются, а многие промышленные здания также получают структурные повреждения. Малые суда на незащищенных якорных стоянках могут выйти из строя. Вероятны обширные или почти полные перебои в подаче электроэнергии и разрозненная потеря питьевой воды, которая, возможно, продлится много дней[6].

Ураганы, пик которых достиг категории 2 и достигшие берега с такой интенсивностью включают:

Салли (2020), Олаф (2021), Рик (2021) и Агата
(2022).

Категория 3

Категория 3
Устойчивые ветры Последний выход на берег
50—58 м/с
96—112 уз
178—208 км/ч
111—129 миль/ч
Грейс в 2021 году выходит на берег в Мексике.

Будет нанесен разрушительный ущерб

Тропические циклоны категории 3 и выше описываются как крупные ураганы в Атлантике или Восточно — Тихоокеанском бассейне. Эти ураганы могут вызвать некоторые структурные повреждения небольших жилых домов и хозяйственных построек, особенно деревянных каркасов или промышленных материалов с незначительными повреждениями навесных стен. Здания, не имеющие прочного фундамента, например дома на колёсах, обычно разрушаются, а элементы двускатных крыш отслаиваются. Промышленные здания обычно получают серьёзные и непоправимые повреждения. Наводнение у побережья разрушает более мелкие постройки, в то время как более крупные постройки поражаются плавающими обломками. Большое количество деревьев будет вырвано с корнем или сломано, что делает недоступными многие районы. Кроме того, и в глубине суши местность может быть затоплена. Потеря электроэнергии от почти полной до полной возможна на срок до нескольких недель, и вода, вероятно, также будет потеряна или загрязнена[6].

Ураганы, пик которых достиг 3 категории интенсивности и достигшие берега с этой интенсивностью включают:

Карл (2010), Отто (2016), Зета (2020) и Грейс
(2021).

Категория 4

Категория 4
Устойчивые ветры Последний выход на берег
58—70 м/с
113—136 уз
209—251 км/ч
130—156 миль/ч
США
.

Произойдет катастрофический ущерб

Ураганы категории 4, как правило, приводят к более обширным разрушениям навесных стен с некоторым полным разрушением конструкций в небольших домах. Обычны тяжелые, непоправимые повреждения и почти полное разрушение навесов АЗС и других конструкций с широким пролётом. Мобильные и промышленные дома часто сплющиваются. Большинство деревьев, за исключением самых выносливых, вырваны с корнем или надломлены, изолируя многие участки. Эти штормы вызывают обширную эрозию пляжей, в то время как местность может быть затоплена далеко вглубь суши. Ожидаются полные и длительные потери электроэнергии и воды, возможно, в течение многих недель[6].

Эта (2020), Йота (2020), Ида (2021) и Иэн
(2022).

Категория 5

Категория 5
Устойчивые ветры Последний выход на берег
70 м/с и более
137 уз и более
252 км/ч и более
157 миль/ч и более
Дориан в 2019 году приближается к берегу Багамских островов.

Произойдет катастрофический ущерб

Категория 5 — высшая категория шкалы ураганных ветров Саффира — Симпсона. Эти ураганы приводят к полному разрушению крыш многих жилых и промышленных зданий, а также к полному разрушению некоторых зданий, когда небольшие хозяйственные постройки сносятся с места или уносятся ветром. Обрушение многих широкопролётных крыш и стен, особенно без внутренних опор, является обычным явлением. Преобладают очень тяжёлые и непоправимые повреждения многих деревянных каркасных конструкций и полное разрушение передвижных и промышленных домов. Лишь некоторые типы сооружений могут выстоять в целости и сохранности, и только если они расположены на расстоянии не менее 5—8 км от побережья. К ним относятся офисные здания, многоквартирные дома и отели, которые имеют прочную бетонную или стальную каркасную конструкцию, многоэтажные бетонные гаражи и жилые дома, построенные из железобетонного кирпича или бетонно-цементных блоков и имеющие шатровые крыши с уклоном не менее чем 35 градусов от горизонтали и без каких-либо выступов, и если окна сделаны из безопасного стекла, устойчивого к ураганам, или закрыты ставнями. Если большинство из этих требований не будет выполнено, может произойти катастрофическое разрушение конструкции[6].

Штормовое наводнение наносит серьёзный ущерб нижним этажам всех построек вблизи береговой линии, и многие прибрежные сооружения могут быть полностью разрушены или смыты штормовым нагоном. Практически все деревья вырваны с корнем или сломаны (а с некоторых при этом ещё и сорвана кора), что изолирует наиболее затронутые сообщества. Если ураган угрожает населённым пунктам, то может потребоваться массовая эвакуация жилых районов. Ожидаются полные и чрезвычайно длительные перебои в подаче электроэнергии и потери воды, возможно, на срок до нескольких месяцев[6].

Исторические примеры штормов, обрушившихся на берег в категории 5 включают:

Дориан
(2019). 

Критика

Некоторые учёные, в том числе Керри Эмануэль и Лакшми Канта, раскритиковали шкалу как упрощённую, указав, что шкала не учитывает ни физический размер шторма, ни количество выпадающих осадков[8]. Кроме того, они и другие указывают, что шкала Саффира — Симпсона, в отличие от шкалы Рихтера, используемой для измерения землетрясений, не является непрерывной и квантуется на небольшое количество категорий. Предлагаемые замены классификации включают индекс интенсивности ураганов, который основан на динамическом давлении, вызываемом штормовыми ветрами, и индекс опасности ураганов, который основан на скорости приземного ветра, радиусе максимальных ветров шторма и его поступательной скорости[16][17]. Обе эти шкалы непрерывны, сродни шкале Рихтера[18]; однако ни одна из этих шкал не использовалась официальными лицами. 

Предлагаемые расширения

После серии мощных штормовых систем

Типа, Халонг и Суригаэ в 1979, 2019 и 2021 годах соответственно, каждый с устойчивым ветром до 305 км/ч[22], и тайфуны Хайян, Меранти и Гони в 2013, 2016 и 2020 годах соответственно, каждый с устойчивым ветром 315 км/ч. Иногда высказывались предложения использовать в качестве отсечки ещё более высокие скорости ветра. В газетной статье, опубликованной в ноябре 2018 года, исследователь NOAA Джим Косин сказал, что вероятность более сильных ураганов возрастает по мере потепления климата, и предположил, что категория 6 начнётся с 314 км/ч, с дополнительной гипотетической категорией 7, начинающейся с 370 км/ч[23]
.

По словам Роберта Симпсона, для категории 6 по шкале Саффира — Симпсона нет причин, поскольку она предназначена для измерения потенциального ущерба, нанесённого ураганом сооружениям, созданным человеком. Симпсон заявил, что «… когда вы поднимаетесь против ветра, превышающего 249 км/ч у вас достаточно повреждений, если этот сильный ветер длится до шести секунд, на здании — он вызовет серьёзные повреждения, независимо от того, насколько хорошо оно спроектировано»[4]. Тем не менее, в округах Брауард и Майами-Дейд во Флориде действуют строительные нормы и правила, которые требуют, чтобы здания критической инфраструктуры выдерживали ветра категории 5[24].

Примечания

  1. ↑ United States Navy: SECTION 2. INTENSITY OBSERVATION AND FORECAST ERRORS. — «For US Navy interests, the factor 0.88 is used in going from a 1-minute system to a 10-minute system such that TEN-MINUTE MEAN = 0.88 * ONE-MINUTE MEAN or ONE-MINUTE MEAN = 1.14 * TEN-MINUTE MEAN.» Дата обращения: 4 июля 2008. Архивировано 16 сентября 2007 года. Retrieved on 2018-10-07.
  2. ↑ Williams, Jack (2005-05-17). "Hurricane scale invented to communicate storm danger". USA Today. Архивировано 24 декабря 2006. Дата обращения: 25 февраля 2007.
  3. ↑ Staff writer (1973-05-09). "'73, Hurricanes to be Graded". Архивировано 19 мая 2016. Дата обращения: 8 декабря 2007.
  4. ↑ 1 2 Debi Iacovelli (2001-07). "The Saffir/Simpson Hurricane Scale: An Interview with Dr. Robert Simpson". Sun-Sentinel. Fort Lauderdale, FL. Архивировано 23 октября 2009. Дата обращения: 10 сентября 2006.
  5. ↑ Press Writer (2001-08-23). "Hurricanes shaped life of scale inventor". Архивировано 17 апреля 2016. Дата обращения: 20 марта 2016.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 The Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale National Hurricane Center. Accessed 2009-05-15. Дата обращения: 3 мая 2021. Архивировано 21 ноября 2014 года.
  7. NOAA
    . Accessed July 3, 2010.
  8. ↑ 1 2 3 Ker Than (2005-10-20). "Wilma's Rage Suggests New Hurricane Categories Needed". LiveScience. Архивировано 29 сентября 2007. Дата обращения: 20 октября 2005.
  9. ↑ Experimental Saffir–Simpson Hurricane Wind Scale. National Hurricane Center. Дата обращения: 17 августа 2009. Архивировано 6 августа 2009 года.
  10. NOAA
    . Accessed March 9, 2012.
  11. ↑ Tropical Cyclone Weather Services Program. Tropical cyclone definitions. National Weather Service (1 июня 2006). Дата обращения: 30 ноября 2006. Архивировано 27 мая 2012 года.
  12. Federal Emergency Management Agency. Hurricane Glossary of Terms. Дата обращения: 24 марта 2006. Архивировано 14 декабря 2005 года. Accessed through the Wayback Machine
    .
  13. ↑ "Name That Hurricane: Famous Examples of the 5 Hurricane Categories". Live Science. Архивировано 7 сентября 2017. Дата обращения: 11 сентября 2017.
  14. ↑ Famous Hurricanes of the 20th and 21st Century in the United States. weather.gov/crh/. Дата обращения: 3 мая 2021. Архивировано 14 июня 2018 года.
  15. ↑ John L. Beven II; Robbie Berg; Andrew Hagen (April 19, 2019). Tropical Cyclone Report: Hurricane Michael (PDF) (Technical report). National Hurricane Center. Дата обращения: 19 апреля 2019.
  16. ↑ Kantha, L. (January 2006). "Time to Replace the Saffir–Simpson Hurricane Scale?" (PDF). Eos. 87 (1): 3, 6. Bibcode:2006EOSTr..87....3K. doi:10.1029/2006eo010003. Архивировано из оригинала (PDF) 9 сентября 2008. Дата обращения: 8 декабря 2007.
  17. ↑ Kantha, Lakshmi (February 2008). "Tropical Cyclone Destructive Potential by Integrated Kinetic Energy". Bulletin of the American Meteorological Society. 89 (2): 219—221. Bibcode:2008BAMS...89..219K. doi:10.1175/BAMS-89-2-219.
  18. University College London. Дата обращения: 8 декабря 2007. Архивировано
    7 августа 2008 года.
  19. ↑ Bill Blakemore (2006-05-21). "Category 6 Hurricanes? They've Happened: Global Warming Winds Up Hurricane Scientists as NOAA Issues Its Atlantic Hurricane Predictions for Summer 2006". ABC News. Архивировано 3 мая 2021. Дата обращения: 10 сентября 2006.
  20. ↑ Climate scientists mull Category 6 storm classification, report says. ABC News (22 февраля 2018). Дата обращения: 3 мая 2021. Архивировано 3 мая 2021 года.
  21. ↑ "Hurricane Irma: Will Irma become world's first CATEGORY 6 hurricane with 200mph winds?". Daily Express. 2017-09-05. Архивировано 3 мая 2021. Дата обращения: 3 мая 2021.
  22. ↑ Debi Iacovelli and Tim Vasquez. Supertyphoon Tip: Shattering all records. Monthly Weather Log. National Oceanic and Atmospheric Administration. Дата обращения: 19 сентября 2010. Архивировано 24 ноября 2013 года.
  23. ↑ "Category 6? Scientists warn hurricanes could keep getting stronger". Tampa Bay Times (англ.). 2018-11-30. Архивировано 30 ноября 2018. Дата обращения: 30 ноября 2018.
  24. ↑ Jennifer Kay (2017-09). "Irma could test strength of Florida's strict building codes". The Washington Post. Washington, DC. Архивировано 17 сентября 2017. Дата обращения: 16 сентября 2017.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Шкала_ураганов_Саффира_—_Симпсона&oldid=136196076