Olho e o núcleo interno
Um ciclone tropical intenso irá acolher uma área de ar no centro de sua circulação. Se esta área for suficientemente forte, poderá evoluir para um olho. As condições meteorológicas no olho são normalmente calmas e livres de nuvens, embora o mar poderá estar extremamente violento.[3] O olho é normalmente circular em sua forma e pode variar em tamanho entre 3 a 370 quilômetros de dimetro.[7][8] Ciclones tropicais intensos e maduros pode às vezes exibir uma curvatura interna do topo de sua parede do olho, o que pode lembrar um estádio de futebol; este fenômeno às vezes é referido como efeito estádio.[9]
Há outros destaques que podem estar em torno do olho ou cobri-lo. O centro denso nublado é uma área concentrada onde há intensa atividade de trovoadas localizado perto do centro do sistema;[10] em ciclones tropicais fracos, o centro denso nublado poderá cobrir o centro do sistema completamente.[11] A parede do olho é um círculo de tempestades violentas que envolve o olho; é nesta região de um ciclone tropical que são encontrados os ventos mais fortes, onde as nuvens alcançam o pico de intensidade e também onde a precipitação é a maior. Os maiores danos causados por um ciclone tropical são quando a parede do olho passa sobre terra.[3] Ciclos de substituição da parede do olho podem ocorrer naturalmente em ciclones tropicais intensos. Quando os ciclones tropicais atingem seu pico de intensidade, eles normalmente têm uma parede do olho e um raio de vento máximo que podem se contrair para um tamanho muito pequeno em comparação ao ciclone como um todo, por volta de 10 a 25 quilômetros. Bandas de tempestade externas podem se organizar para formar outro anel de tempestades e trovoadas (uma nova parede do olho) que move-se lentamente em direção ao olho e começa a usurpar da umidade da parede do olho e de seus momentum angular. Quando a parede do olho enfraquece-se, o ciclone tropical enfraquece (em outras palavras, o vento máximo sustentado se enfraquece e a pressão atmosférica central sobe). A parede do olho externa substitui completamente a outra parede do olho no fim do ciclo. O ciclone pode voltar a ter a intensidade inicial ou em alguns casos, o ciclone poderá estar mais forte após a substituição da parede do olho terminar. O ciclone poderá fortalecer-se novamente assim que o sistema constrói uma nova parede do olho para o próximo ciclo de substituição da parede do olho.[12]
Descrições de tamanhos de ciclones tropicais |
ROCI |
Tipo |
Menos do que 2 graus de latitude |
Muito pequeno/anão |
2 a 3 graus de latitude |
Pequeno |
3 a 6 graus de latitude |
Médio/normal |
6 a 8 graus de latitude |
Grande |
Mais de 8 graus de latitude |
Muito grande[13] |
Uma medida de tamanho de um ciclone tropical é determinada pela medição da distncia de seu centro de circulação até a sua isóbara mais externa, também conhecida como seu "ROCI". Se a medida do raio for menos do que dois graus de latitude (222 km), então o ciclone é 'muito pequeno' ou 'anão'. Se a medida do raio for entre 2 a 3 graus (222 a 333 km), então o ciclone é considerado 'pequeno'. Se a medida do raio for entre 3 a 6 graus (333 a 666 km), então o ciclone será considerado um ciclone de 'tamanho normal'. Ciclones tropicais são considerados 'grandes' quando seu raio fica entre 6 a 8 graus (666 km a 888 km). Ciclones tropicais são considerados ‘muito grandes’ quando o seu raio ultrapassa 8 graus (mais de 888 km).[13] Outros métodos de determinar o tamanho de um ciclone tropical incluem a medida do raio de ventos máximos no qual seu campo relativo de vorticidade diminui para 1×10−5 s−1 de seu centro.[14][15]
Ciclones tropicais formam-se quando a energia liberada pela condensação da umidade em correntes de ar ascendentes causa uma
retroalimentação positiva sobre as águas mornas dos oceanos.
[16]
A fonte primária de energia dos ciclones tropicais é a liberação do calor de condensação pela condensação do vapor de água em altitudes altas, sendo que o aquecimento solar é a fonte inicial do processo de evaporação. Portanto, um ciclone tropical pode ser visto como uma máquina térmica gigante suportada pela mecnica guiada pelas forças físicas tais como a rotação e a gravidade da Terra.[17] Em outro ponto de vista, ciclones tropicais podem ser vistos como um tipo especial de complexo convectivo de mesoescala, que continua a se desenvolver sobre uma vasta fonte de calor relativo e umidade. A condensação leva a uma maior velocidade do vento, assim como uma ínfima parte da energia liberada é transformada em energia mecnica.[18] Os ventos mais fortes e a baixa pressão atmosférica associadas, por suas vezes, aumentam a evaporação de superfície e, portanto, ainda mais condensação. Uma boa parte da energia liberada ascende, o que aumenta a altura das nuvens da tempestade, acelerando a condensação.[19] Esta retroalimentação positiva continua se as condições continuarem favoráveis para o desenvolvimento de ciclones tropicais. Fatores tais como uma contínua ausência de equilíbrio na distribuição de massas de ar daria também energia de suporte ao ciclone. A rotação da Terra faz que o sistema gire, um efeito conhecido como força de Coriolis,[20] dando-lhe uma característica ciclônica e afetando a trajetória da tempestade.[21]
O que distingue primariamente um ciclone tropical de outros fenômenos meteorológicos é a convecção profunda como força motriz.[22] Sendo a convecção mais forte em clima tropical, define o domínio principal do ciclone tropical. Em contrapartida, ciclones extratropicais obtêm a maior parte de sua energia em gradientes de temperatura pré-existentes na atmosfera.[22] Para continuar a conduzir a sua máquina de calor, um ciclone tropical deve continuar sobre águas mornas, que provê a umidade atmosférica necessária para manter a retroalimentação positiva em funcionamento. Quando um ciclone tropical passa sobre terra, é interrompido o fornecimento de calor e umidade e a sua força diminui rapidamente.[23]
A passagem de um ciclone tropical sobre o oceano pode causar o resfriamento substancial das camadas superiores do oceano, o que pode influenciar posteriormente o desenvolvimento do ciclone. O resfriamento é causado principalmente pela ressurgência das águas das profundezas do oceano, por causa ao vento que atinge a própria tempestade induz sobre a superfície do mar. Resfriamentos adicionais podem vir na forma de água fria das chuvas causadas pelo ciclone. A cobertura de nuvens também pode desempenhar um papel no resfriamento do oceano, por impedir a chegada dos raios solares antes ou ligeiramente depois da passagem da tempestade. Todos estes efeitos podem combinar-se para produzir uma queda dramática na temperatura da superfície do mar sobre uma grande área em apenas alguns dias.[24]
Cientistas no Centro Nacional para Pesquisas Atmosféricas dos EUA estimam que um ciclone tropical libera energia térmica à taxa de 50 a 200 exajoules (1018 J) por dia,[19] equivalente a 1 PW (1015 watts). Esta quantidade de energia liberada equivale a 70 vezes o consumo humano mundial de energia e 200 vezes a capacidade de geração de energia elétrica mundial[19] ou também como se explodisse uma bomba nuclear de 10 megatons a cada 20 minutos.[25]
Embora o movimento das nuvens mais evidentes seja em direção ao centro do sistema, os ciclones tropicais também desenvolvem fluxos externos de nuvens em altos níveis (alta atmosfera). Estes se originam do ar que libera a sua umidade e é expelido para altas altitudes através da "chaminé" da "maquina da tempestade".[17] Este fluxo externo produzem altas nuvens tipo cirrus tênues que se espiralam e distanciam-se do centro. Estes altos cirrus podem ser os primeiros sinais da aproximação de um ciclone tropical.[26]