Шкала ураганных ветров Саффира -Симпсона ( SSHWS ) классифицирует ураганы , которые в Западном полушарии представляют собой тропические циклоны , интенсивность которых превышает интенсивность тропических депрессий и тропических штормов , на пять категорий, отличающихся интенсивностью продолжительных ветров . Эта измерительная система ранее была известна как шкала ураганов Саффира-Симпсона или SSHS .
Чтобы быть классифицированным как ураган, тропический циклон должен иметь максимальную продолжительность среднего продолжительного ветра на высоте 10 м над поверхностью со скоростью не менее 74 миль в час (64 узла, 119 км / ч; категория 1). [1] Высшая категория по шкале, Категория 5, включает штормы с продолжительным ветром не менее 157 миль в час (137 узлов, 252 км/ч). Классификации могут дать некоторое представление о потенциальном ущербе и наводнениях, которые ураган причинит при выходе на берег .
Шкала ураганного ветра Саффира-Симпсона основана на максимальной скорости ветра , усредненной за минутный интервал на высоте 10 м над поверхностью. Хотя шкала показывает скорость ветра в непрерывных диапазонах скоростей, Национальный центр ураганов США и Центрально-Тихоокеанский центр ураганов определяют интенсивность тропических циклонов с шагом в 5 узлов (например, 100, 105, 110, 115 узлов и т. д.), поскольку из-за присущей им неопределенности в оценке силы тропических циклонов. Скорость ветра в узлах затем преобразуется в другие единицы и округляется до ближайших 5 миль в час или 5 км/ч. [2]
Шкала ураганного ветра Саффира-Симпсона официально используется только для описания ураганов, которые образуются в Атлантическом океане и северной части Тихого океана к востоку от Международной линии перемены дат . В других регионах для обозначения этих штормов используются разные шкалы , которые в зависимости от региона называются циклонами или тайфунами . В этих районах (кроме JTWC ) для определения максимальной устойчивой скорости ветра используются усредненные значения ветра за три или десять минут , что создает важную разницу, которая затрудняет прямое сравнение между максимальными скоростями ветра во время штормов, измеренными с использованием шкалы ураганного ветра Саффира-Симпсона (обычно на 14% интенсивнее) и те, которые измерялись с использованием десятиминутного интервала (обычно на 12% менее интенсивно). [3]
Существует некоторая критика в адрес SSHWS за то, что он не учитывает дождь, штормовой нагон и другие важные факторы, но защитники SSHWS говорят, что одна из целей SSHWS — быть простым и понятным. Также были предложения о добавлении к шкале более высоких категорий (которые затем установили бы максимальный порог для категории 5), но по состоянию на июль 2024 года ни одно из них не было принято [обновлять].
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). [4] Шкала была представлена широкой публике в 1973 году, [5] и получила широкое распространение после того, как Нил Франк сменил Симпсона во главе NHC в 1974 году. [6]
Шкала была создана Гербертом Саффиром, инженером-строителем , которому в 1969 году Организация Объединенных Наций поручила изучение недорогого жилья в районах, подверженных ураганам. [7] Проводя исследование, Саффир понял, что не существует простой шкалы для описания вероятных последствий урагана. Отражая полезность шкалы Рихтера для описания землетрясений, он разработал шкалу от 1 до 5, основанную на скорости ветра , которая показывает ожидаемый ущерб сооружениям. Саффир передал масштаб NHC, а Симпсон добавил эффекты штормового нагона и наводнения.
В 2009 году NHC исключил из категорий диапазоны давления и штормовых нагонов, превратив их в шкалу чистого ветра, получившую название «Шкала ураганного ветра Саффира – Симпсона (экспериментальная)» [SSHWS]. [8] Обновленная шкала вступила в силу 15 мая 2010 года. [9] В шкале не учитываются диапазоны наводнений, оценки штормовых нагонов , количество осадков и местоположение. Это означает, что ураган категории 2, обрушившийся на крупный город, скорее всего, нанесет гораздо больший совокупный ущерб. чем ураган 5-й категории, обрушившийся на сельскую местность. [10] В качестве причины удаления «научно неточной» информации агентство приводило примеры ураганов, включая ураган Катрина (2005 г.) и ураган Айк (2008 г.), которые имели более сильные, чем предполагалось, штормовые нагоны, а также ураган Чарли (2004 г.), который слабее, чем предполагалось, штормовой нагон. [11] Поскольку прогнозирование и моделирование штормовых нагонов исключено из шкалы ураганного ветра Саффира-Симпсона, оно осуществляется с помощью компьютерных численных моделей, таких как ADCIRC и SLOSH .
В 2012 году НХК расширил диапазон скоростей ветра для категории 4 на 1 милю в час в обоих направлениях до 130–156 миль в час с соответствующими изменениями в остальных единицах (113–136 узлов, 209–251 км/ч) вместо 131–251 км/ч. 155 миль в час (114–135 узлов, 210–249 км/ч). NHC и Центрально-Тихоокеанский центр ураганов определяют интенсивность тропических циклонов с шагом 5 узлов, а затем конвертируют в мили в час и км/ч с аналогичным округлением для других отчетов. Таким образом, интенсивность 115 узлов относится к категории 4, но при переводе в мили в час (132,3 мили в час) скорость округляется до 130 миль в час, что делает его штормом категории 3. Аналогичным образом, интенсивность 135 узлов (~ 155 миль в час и, следовательно, категория 4) равна 250,02 км/ч, что, согласно определению, использовавшемуся до изменения, будет относиться к категории 5. Чтобы решить эти проблемы, NHC был вынужден неправильно сообщают о штормах со скоростью ветра 115 узлов как 135 миль в час и 135 узлов как 245 км/ч. Изменение определения позволяет правильно округлить скорость шторма со скоростью 115 узлов до 130 миль в час, а скорость шторма со скоростью 135 узлов правильно указать как 250 км/ч, и при этом он по-прежнему будет относиться к категории 4. Поскольку ранее NHC округлял неправильно, чтобы сохранить штормы, в категории 4 в каждой единице измерения изменение не влияет на классификацию ураганов предыдущих лет. [8] Новая шкала вступила в силу 15 мая 2012 года. [12]
Шкала делит ураганы на пять различных категорий в зависимости от ветра. Национальный центр ураганов США классифицирует ураганы категории 3 и выше как сильные ураганы , а Объединенный центр предупреждения о тайфунах классифицирует тайфуны со скоростью 150 миль в час (240 км/ч) или выше (сильные категории 4 и категории 5) как супертайфуны . Большинство метеорологических агентств используют определение устойчивого ветра, рекомендованное Всемирной метеорологической организацией (ВМО), которое предусматривает измерение ветра на высоте 33 футов (10,1 м) в течение 10 минут, а затем получение среднего значения. Напротив, Национальная метеорологическая служба США , Центрально-Тихоокеанский центр ураганов и Объединенный центр предупреждения о тайфунах определяют устойчивые ветры как средние ветры за период в одну минуту, измеренные на одной и той же высоте 33 фута (10,1 м), [13] [14] и это определение используется для этой шкалы.
Пять категорий описаны в следующих подразделах в порядке возрастания интенсивности. [15] Интенсивность примеров ураганов определяется как временем выхода на сушу, так и максимальной интенсивностью.
Очень опасные ветры нанесут некоторый ущерб
Штормы категории 1 обычно не наносят значительного структурного ущерба большинству хорошо построенных постоянных построек; однако они могут опрокинуть незакрепленные передвижные дома , а также выкорчевать или сломать слабые деревья. Плохо прикрепленная черепица или черепица могут оторваться. Прибрежные наводнения и повреждение пирсов часто связаны со штормами категории 1. Отключения электроэнергии обычно бывают масштабными или обширными, иногда длятся несколько дней. Несмотря на то, что это наименее интенсивный тип ураганов, они все равно могут нанести обширный ущерб и стать опасными для жизни ураганами. [8]
К ураганам, достигшим максимальной интенсивности категории 1 и достигшим берега с такой же интенсивностью, относятся: Хуан (1985 г.), Исмаэль (1995 г.), Дэнни (1997 г.), Стэн (2005 г.), Умберто (2007 г.), Исаак (2012 г.), Мануэль (2013 г.), Эрл (2016), Ньютон (2016), Нейт (2017), Барри (2019), Лорена (2019), Ханна (2020), Исайя (2020), Гамма (2020), Николас (2021), Памела (2021), Юлия (2022 г.), Лиза (2022 г.) и Николь (2022 г.).
Чрезвычайно опасные ветры нанесут значительный ущерб
Штормы 2-й категории интенсивности часто повреждают кровельный материал (иногда обнажая крышу) и наносят ущерб плохо сконструированным дверям и окнам. Плохо построенные знаки и опоры могут получить значительные повреждения, а многие деревья будут вырваны с корнем или сломаны. Передвижные дома, независимо от того, закреплены они или нет, обычно повреждаются, а иногда и разрушаются, а многие промышленные дома также страдают от структурных повреждений. Небольшие суда, стоящие на незащищенных стоянках, могут сломать швартовку . Вероятны масштабные или почти полные отключения электроэнергии и разбросанная потеря питьевой воды, которая, возможно, продлится много дней. [8]
К ураганам, достигшим максимальной интенсивности категории 2 и достигшим берега с такой интенсивностью, относятся: Алиса (1954 г.), Элла (1958 г.), Джинни (1963 г.), Фифи (1974 г.), Диана (1990 г.), Герт (1993 г.), Роза (1994 г.), Эрин (1995), Альма (1996), Марти (2003), Хуан (2003), Алекс (2010), Ричард (2010), Томас (2010), Карлотта (2012), Артур (2014), Салли (2020), Олаф (2021 г.), Рик (2021 г.) и Агата (2022 г.).
Произойдет разрушительный ущерб
Тропические циклоны категории 3 и выше описываются как сильные ураганы в бассейнах Атлантического, восточной и центральной частей Тихого океана . Эти штормы могут нанести некоторый структурный ущерб небольшим жилым и хозяйственным зданиям, особенно зданиям с деревянным каркасом или изготовленными из промышленных материалов с небольшими повреждениями навесных стен . Здания, у которых нет прочного фундамента, например передвижные дома, обычно разрушаются, а двускатные крыши срываются. Промышленные дома обычно получают серьезные и непоправимые повреждения. Наводнение у побережья разрушает более мелкие постройки, а более крупные постройки поражаются плавающими обломками. Большое количество деревьев вырвано с корнем или сломано, что изолирует многие районы. Кроме того, местность может быть затоплена в глубине суши. Вероятность почти полной или полной потери электроэнергии на срок до нескольких недель, а также, вероятно, будет потеряна или загрязнена вода. [8]
К ураганам, достигшим максимальной интенсивности категории 3 и достигшим берега с такой интенсивностью, относятся: Изи (1950 г.), Кэрол (1954 г.), Хильда (1955 г.), Одри (1957 г.), Оливия (1967 г.), Элла (1970 г.), Кэролайн (1975 г.), Элоиза (1975), Оливия (1975), Алисия (1983), Елена (1985), Роксана (1995), Фрэн (1996), Исидор (2002), Жанна (2004), Лейн (2006), Карл (2010), Отто (2016 г.), Зета (2020 г.) и Грейс (2021 г.).
Произойдет катастрофический ущерб
Ураганы 4-й категории, как правило, вызывают более обширные разрушения навесных стен, а в некоторых случаях и полный структурный отказ небольших жилых домов. Тяжелые, непоправимые повреждения и почти полное разрушение навесов заправочных станций и других конструкций навесного типа с широкими пролетами являются обычным явлением. Мобильные и промышленные дома часто разрушаются. Большинство деревьев, за исключением самых выносливых, вырваны с корнем или сломаны, что изолирует многие районы. Эти штормы вызывают обширную эрозию пляжей , а местность может быть затоплена далеко в глубине страны. Следует ожидать полных и долговременных потерь электроэнергии и воды, возможно, в течение многих недель. [8]
Ураган Галвестон 1900 года , самое смертоносное стихийное бедствие, обрушившееся на Соединенные Штаты, достиг максимальной интенсивности, соответствующей современному шторму 4-й категории. Другие примеры штормов, достигших максимальной интенсивности категории 4 и достигших берега с такой интенсивностью, включают: Хейзел (1954 г.), Грейси (1959 г.), Донна (1960 г.), Карла (1961 г.), Флора (1963 г.), Бетси (1965 г.), Селия ( 1970), Мэдлин (1976), Фредерик (1979), Джоан (1988), Иники (1992), Чарли (2004), Деннис (2005), Айк (2008), Харви (2017), Лаура (2020), Эта ( 2020 г.), Йота (2020 г.), Ида (2021 г.) и Лидия (2023 г.).
Произойдет катастрофический ущерб
Категория 5 — высшая категория шкалы Саффира-Симпсона. Эти штормы приводят к полному обрушению крыш многих жилых и промышленных зданий, а также к полному обрушению некоторых зданий, когда небольшие хозяйственные постройки сносятся или сносятся. Обрушение многих широкопролетных крыш и стен, особенно тех, которые не имеют внутренних опор, является обычным явлением. Широко распространено очень тяжелое и непоправимое повреждение многих деревянных каркасных конструкций и полное разрушение передвижных / сборных домов. Лишь немногие типы сооружений способны сохраниться в целости и сохранности, и только если они расположены на расстоянии не менее 3–5 миль (5–8 км) от суши. К ним относятся офисные, многоквартирные и жилые здания, а также гостиницы, построенные из монолитного бетона или стального каркаса, многоэтажные бетонные гаражи, а также жилые дома, построенные из армированного кирпича или бетонных / цементных блоков и имеющие шатровые крыши с уклоном не менее от горизонтали более 35 градусов и без каких-либо свесов, а также если окна изготовлены из ураганно-устойчивого безопасного стекла или закрыты ставнями. Если большинство из этих требований не будут выполнены, может произойти катастрофическое разрушение конструкции. [8]
Наводнение, вызванное ураганом, наносит серьезный ущерб нижним этажам всех построек вблизи береговой линии, а многие прибрежные постройки могут быть полностью сровнены или смыты штормовым нагоном. Практически все деревья вырваны с корнем или сломаны , а некоторые могут быть окорены, что изолирует наиболее пострадавшие общины. Массовая эвакуация жилых районов может потребоваться, если ураган угрожает населенным пунктам. Ожидаются полные и чрезвычайно продолжительные отключения электроэнергии и потери воды, возможно, на срок до нескольких месяцев. [8]
Исторические примеры штормов, обрушившихся на берег со статусом категории 5, включают: «Куба» (1924 г.), «Окичоби» (1928 г.), «Багамские острова» (1932 г.), «Куба-Браунсвилл» (1933 г.), «День труда» (1935 г.). , Джанет (1955), Инес (1966), Камилла (1969), Эдит (1971), Анита (1977), Дэвид (1979), Гилберт (1988), Эндрю (1992), Дин (2007), Феликс (2007) , Ирма (2017 г.), [16] Мария (2017 г.), [17] Майкл (2018 г.), [18] Дориан (2019 г.) и Отис (2023 г.) (единственный ураган в Тихом океане, обрушившийся на берег с категорией 5 интенсивности).
Некоторые ученые, в том числе Керри Эмануэль и Лакшми Кантха, раскритиковали шкалу как слишком упрощенную, а именно за то, что шкала не учитывает ни физический размер шторма, ни количество выпадающих осадков . [10] Кроме того, они и другие отмечают, что шкала Саффира-Симпсона, в отличие от шкалы моментной магнитуды, используемой для измерения землетрясений , не является непрерывной и квантована по небольшому количеству категорий. Предлагаемые замены включают индекс интенсивности ураганов, который основан на динамическом давлении , вызванном штормовым ветром, и индекс опасности ураганов, который основан на скорости приземного ветра, радиусе максимальных ветров шторма и его поступательной скорости. [19] [20] Обе эти шкалы являются непрерывными, похожими на шкалу Рихтера; [21] Однако ни одна из этих шкал чиновниками не использовалась. [ нужна цитата ]
После серии мощных штормовых систем сезона ураганов в Атлантике 2005 года , а также после урагана «Патриция» несколько газетных обозревателей и ученых выдвинули предложение ввести категорию 6 и предложили привязать категорию 6 к штормам с ветром силой более 174 баллов. или 180 миль в час (78 или 80 м/с; 151 или 156 узлов; 280 или 290 км/ч). [10] [22] Новые призывы к рассмотрению этого вопроса прозвучали после урагана Ирма в 2017 году, [23] который стал предметом ряда, казалось бы, заслуживающих доверия ложных новостей как шторма «Категории 6», [24] частично в следствие того, что так много местных политиков используют этот термин. Зарегистрировано лишь несколько штормов такой интенсивности. Из 40 ураганов, которые в настоящее время считаются достигшими статуса категории 5 в Атлантике, 18 имели скорость ветра 175 миль в час (78 м/с; 152 узла; 282 км/ч) или выше, и только 8 имели скорость ветра 180 миль в час (80 м/с; 160 узлов; 290 км/ч) или больше ( ураган Дня труда 1935 года , Аллен , Гилберт , Митч , Рита , Вильма , Ирма и Дориан ). Из 20 ураганов, которые в настоящее время считаются достигшими статуса категории 5 в восточной части Тихого океана, только 5 имели скорость ветра 175 миль в час (78 м/с; 152 узла; 282 км/ч) или выше ( Пэтси , Джон , Линда , Рик , и Патрисия ), и только у троих скорость ветра составляла 180 миль в час (80 м/с; 160 узлов; 290 км/ч) или выше (Линда, Рик и Патрисия). Большинством штормов, подпадающих под эту категорию, были тайфуны в западной части Тихого океана, в первую очередь тайфуны Тип и Халонг в 1979 и 2019 годах соответственно, каждый с устойчивым ветром 190 миль в час (305 км/ч) [25] и тайфуны Хайян , Меранти , Гони и Суригаэ в 2013, 2016, 2020 и 2021 годах соответственно, в каждом из которых наблюдался устойчивый ветер со скоростью 195 миль в час (315 км/ч). Иногда высказывались предложения использовать в качестве порогового значения еще более высокие скорости ветра. В газетной статье, опубликованной в ноябре 2018 года, ученый-исследователь NOAA Джим Коссин заявил, что вероятность более интенсивных ураганов увеличивается по мере потепления климата , и предположил, что категория 6 начнется со скоростью 195 миль в час (85 м/с; 170 узлов; 315 км). / ч), а еще одна гипотетическая категория 7 начинается со скорости 230 миль в час (105 м / с; 200 узлов; 370 км / ч). [26]В 2024 году было сделано еще одно предложение добавить «Категорию 6» с минимальной скоростью ветра 192 миль в час (309 км / ч), причем в это исследование вошли такие факторы риска, как последствия изменения климата и повышение температуры океана. [27] В зоне ответственности NHC только у Патрисии скорость ветра превышала 190 миль в час (85 м/с; 165 узлов; 305 км/ч).
По словам Роберта Симпсона, соавтора шкалы, нет причин для присвоения категории 6 по шкале Саффира-Симпсона, поскольку она предназначена для измерения потенциального ущерба от урагана искусственным сооружениям. Симпсон объяснил, что «... когда вы попадаете под ветер, скорость которого превышает 155 миль в час (249 км/ч), вы получаете достаточный урон, если этот сильный ветер продержится на здании в течение шести секунд, это вызовет разрушительные повреждения, которые серьезны, независимо от того, насколько хорошо они спроектированы». [6] Тем не менее, в округах Бровард и Майами-Дейд во Флориде действуют строительные нормы и правила, которые требуют, чтобы здания критически важной инфраструктуры могли противостоять ветрам 5-й категории. [28]
В интересах ВМС США коэффициент 0,88 используется при переходе от 1-минутной системы к 10-минутной системе, так что СРЕДНЕЕ ЗА ДЕСЯТЬ МИНУТ = 0,88 * СРЕДНЕЕ ЗА ОДНУ МИНУТУ или СРЕДНЕЕ ЗА ОДНУ МИНУТУ = 1,14 * СРЕДНЕЕ ЗА ДЕСЯТЬ МИНУТ.Проверено 7 октября 2018 г.
