إعصار استوائي

تتشكل غالبية الأعاصير المدارية سنويًا في أحد أحواض الأعاصير المدارية السبعة، والتي ترصدها مجموعة متنوعة من خدمات الأرصاد الجوية ومراكز الإنذار. ^{[ 1 ]} وقد صنّف برنامج الأعاصير المدارية التابع للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية عشرة من هذه المراكز حول العالم إما كمراكز إقليمية متخصصة للأرصاد الجوية أو كمراكز إنذار بالأعاصير المدارية . ^{[ 1 ]} وتصدر هذه المراكز نشرات تتضمن معلومات أساسية وتغطي الأنظمة الحالية، وموقعها المتوقع، وحركتها، وشدتها، في مناطق مسؤوليتها المحددة. ^{[ 1 ]}

تتولى هيئات الأرصاد الجوية حول العالم عمومًا مسؤولية إصدار التحذيرات لبلدانها. إلا أن هناك استثناءات، حيث يُصدر المركز الوطني للأعاصير في الولايات المتحدة وهيئة الأرصاد الجوية في فيجي تنبيهات ومراقبات وتحذيرات لمختلف الدول الجزرية الواقعة ضمن نطاق مسؤوليتهما. [ ^{1 ] [ 23 ] كما} يُصدر المركز المشترك للتحذير من الأعاصير ومركز الأرصاد الجوية التابع للأسطول الأمريكي تحذيرات علنية بشأن الأعاصير المدارية نيابةً عن حكومة الولايات المتحدة . ^{[ 1 ]} ويُطلق المركز الهيدروغرافي التابع للبحرية البرازيلية أسماءً على الأعاصير المدارية في جنوب المحيط الأطلسي ، مع العلم أن جنوب المحيط الأطلسي ليس حوضًا رئيسيًا، ولا حوضًا رسميًا وفقًا للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية. ^{[ 24 ]}

The 20-year average of the number of annual Category 4 and 5 hurricanes in the Atlantic region has approximately doubled since the year 2000.^[36]

Worldwide, the average annual number of Category 5 storms has doubled since 1982.^[37]

The IPCC Sixth Assessment Report summarize the latest scientific findings about the impact of climate change on tropical cyclones. According to the report, we have now better understanding about the impact of climate change on tropical storm than before. Major tropical storms likely became more frequent in the last 40 years. We can say with high confidence that climate change increased rainfall during tropical cyclones. We can say with high confidence that a 1.5 degree warming lead to "increased proportion of and peak wind speeds of intense tropical cyclones". We can say with medium confidence that regional impacts of further warming include more intense tropical cyclones and/or extratropical storms.^[40]

Climate change can affect tropical cyclones in a variety of ways: an intensification of rainfall and wind speed, a decrease in overall frequency, an increase in the frequency of very intense storms and a poleward extension of where the cyclones reach maximum intensity are among the possible consequences of human-induced climate change.^[2] Tropical cyclones use warm, moist air as their fuel. As climate change is warming ocean temperatures, there is potentially more of this fuel available.^[3]

Between 1979 and 2017, there was a global increase in the proportion of tropical cyclones of Category 3 and higher on the Saffir–Simpson scale. The trend was most clear in the North Atlantic and in the Southern Indian Ocean. In the North Pacific, tropical cyclones have been moving poleward into colder waters and there was no increase in intensity over this period.^[41] With 2 °C (3.6 °F) warming, a greater percentage (+13%) of tropical cyclones are expected to reach Category 4 and 5 strength.^[2] A 2019 study indicates that climate change has been driving the observed trend of rapid intensification of tropical cyclones in the Atlantic basin. Rapidly intensifying cyclones are hard to forecast and therefore pose additional risk to coastal communities.^[42]

Warmer air can hold more water vapor: the theoretical maximum water vapor content is given by the Clausius–Clapeyron relation, which yields ≈7% increase in water vapor in the atmosphere per 1 °C (1.8 °F) warming.^[43][44] All models that were assessed in a 2019 review paper show a future increase of rainfall rates.^[2] Additional sea level rise will increase storm surge levels.^[45][46] It is plausible that extreme wind waves see an increase as a consequence of changes in tropical cyclones, further exacerbating storm surge dangers to coastal communities.^[47] The compounding effects from floods, storm surge, and terrestrial flooding (rivers) are projected to increase due to global warming.^[46]

There is currently no consensus on how climate change will affect the overall frequency of tropical cyclones.^[2] A majority of climate models show a decreased frequency in future projections.^[47] For instance, a 2020 paper comparing nine high-resolution climate models found robust decreases in frequency in the Southern Indian Ocean and the Southern Hemisphere more generally, while finding mixed signals for Northern Hemisphere tropical cyclones.^[48] Observations have shown little change in the overall frequency of tropical cyclones worldwide,^[49] with increased frequency in the North Atlantic and central Pacific, and significant decreases in the southern Indian Ocean and western North Pacific.^[50]

There has been a poleward expansion of the latitude at which the maximum intensity of tropical cyclones occurs, which may be associated with climate change.^[51] In the North Pacific, there may also have been an eastward expansion.^[45] Between 1949 and 2016, there was a slowdown in tropical cyclone translation speeds. (Tropical cyclone translation speed is the speed at which a storm moves across the ocean, measured at consecutive locations at a selected time interval, such as every three hours or every six hours.) It is unclear still to what extent this can be attributed to climate change: climate models do not all show this feature.^[47]

A 2021 study review article concluded that the geographic range of tropical cyclones will probably expand poleward in response to climate warming of the Hadley circulation.^[52]

When hurricane winds speed rise by 5%, its destructive power rises by about 50%. Therefore, as climate change increased the wind speed of Hurricane Helene by 11%, it increased the destruction from it by more than twice.^[53] According to World Weather Attribution the influence of climate change on the rainfall of some latest hurricanes can be described as follows:^[54]

تتطلب الأعاصير المدارية ارتفاع درجة حرارة سطح البحر لتكوّنها واشتدادها. ويُعتبر الحد الأدنى المقبول عمومًا لدرجة الحرارة اللازمة لحدوث ذلك هو 26-27 درجة مئوية (79-81 درجة فهرنهايت) ، إلا أن العديد من الدراسات اقترحت حدًا أدنى أقل يبلغ 25.5 درجة مئوية (77.9 درجة فهرنهايت) . ^{[ 60 ] [ 61 ]} وتؤدي درجات حرارة سطح البحر المرتفعة إلى تسارع معدلات التكثيف، وأحيانًا إلى تكثيف سريع . ^{[ 62 ]} كما أن ارتفاع المحتوى الحراري للمحيطات ، المعروف أيضًا باسم طاقة الحرارة الكامنة للأعاصير المدارية ، يسمح للعواصف بالوصول إلى شدة أعلى. ^{[ 63 ]} وتعبر معظم الأعاصير المدارية التي تشهد تكثيفًا سريعًا مناطق ذات محتوى حراري مرتفع في المحيطات، وليس مناطق ذات محتوى حراري منخفض. ^{[ 64 ]} ويمكن أن تساعد قيم المحتوى الحراري المرتفعة في المحيطات على موازنة التبريد المحيطي الناتج عن مرور الإعصار المداري، مما يحد من تأثير هذا التبريد على العاصفة. ^{[ 65 ]} وتستطيع الأنظمة الأسرع حركةً أن تشتد إلى شدة أعلى مع انخفاض قيم المحتوى الحراري للمحيطات. تتطلب الأنظمة الأبطأ حركة قيمًا أعلى لمحتوى حرارة المحيط لتحقيق نفس الشدة. ^{[ 64 ]}    

يؤدي مرور إعصار استوائي فوق المحيط إلى تبريد الطبقات العليا منه بشكل ملحوظ، وهي عملية تُعرف باسم الصعود الحراري [ ^{66 ] ،} مما قد يؤثر سلبًا على تطور الإعصار لاحقًا. وينتج هذا التبريد أساسًا عن اختلاط المياه الباردة القادمة من أعماق المحيط مع المياه السطحية الدافئة بفعل الرياح. ويؤدي هذا التأثير إلى حلقة تغذية راجعة سلبية قد تعيق تطور الإعصار أو تؤدي إلى إضعافه. وقد يأتي تبريد إضافي على شكل مياه باردة من قطرات المطر المتساقطة (وذلك لأن الغلاف الجوي يكون أبرد على ارتفاعات أعلى). كما قد يلعب الغطاء السحابي دورًا في تبريد المحيط، من خلال حجب سطحه عن أشعة الشمس المباشرة قبل مرور العاصفة وبعده بقليل. ويمكن أن تتضافر كل هذه التأثيرات لتُحدث انخفاضًا حادًا في درجة حرارة سطح البحر على مساحة واسعة في غضون أيام قليلة ^{[ 67 ]} . في المقابل، قد يؤدي اختلاط مياه البحر إلى دخول الحرارة إلى المياه العميقة، مما قد يؤثر على المناخ العالمي ^{[ 68 ]} .

يُقلل قص الرياح الرأسي من إمكانية التنبؤ بالأعاصير المدارية، حيث تُظهر العواصف نطاقًا واسعًا من الاستجابات في وجود القص. ^{[ 69 ]} غالبًا ما يؤثر قص الرياح سلبًا على تكثيف الأعاصير المدارية عن طريق إزاحة الرطوبة والحرارة من مركز النظام. ^{[ 70 ]} تُعد المستويات المنخفضة من قص الرياح الرأسي هي الأمثل للتقوية، بينما يؤدي قص الرياح الأقوى إلى إضعافها. ^{[ 71 ] [ 72 ]} يؤثر دخول الهواء الجاف إلى قلب الإعصار المداري سلبًا على تطوره وشدته عن طريق تقليل الحمل الحراري في الغلاف الجوي وإحداث عدم تناسق في بنية العاصفة. ^{[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]} يؤدي التدفق الخارجي القوي والمتماثل إلى معدل تكثيف أسرع مما لوحظ في الأنظمة الأخرى عن طريق تخفيف قص الرياح المحلي. ^{[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]} يرتبط ضعف التدفق الخارجي بضعف نطاقات الأمطار داخل الإعصار المداري. ^{[ 79 ]} قد تشتد الأعاصير المدارية، بل وقد تشتد بسرعة، في وجود قص رياح متوسط ​​أو قوي، وذلك تبعاً لتطور وبنية الحمل الحراري للعاصفة. ^{[ 80 ] [ 81 ]}

يؤثر حجم الأعاصير المدارية على سرعة اشتدادها. فالأعاصير المدارية الأصغر حجمًا أكثر عرضة للاشتداد السريع من الأعاصير الأكبر. ^{[ 82 ]} يمكن لتأثير فوجيوارا ، الذي ينطوي على تفاعل بين إعصارين مداريين، أن يُضعف الإعصار الأضعف، ويؤدي في النهاية إلى تلاشيه، وذلك عن طريق تقليل تنظيم الحمل الحراري للنظام وإحداث قص أفقي في الرياح. ^{[ 83 ]} عادةً ما تضعف الأعاصير المدارية عند وجودها فوق اليابسة، لأن الظروف غالبًا ما تكون غير مواتية نتيجةً لغياب التأثير المحيطي. ^{[ 84 ]} يمكن لتأثير المحيط البني أن يسمح للإعصار المداري بالحفاظ على شدته أو زيادتها بعد وصوله إلى اليابسة ، في حالات هطول الأمطار الغزيرة، وذلك من خلال إطلاق الحرارة الكامنة من التربة المشبعة. ^{[ ٨٥ ]} يمكن أن يتسبب الرفع التضاريسي في زيادة كبيرة في شدة الحمل الحراري للإعصار المداري عندما تتحرك عينه فوق جبل، مما يؤدي إلى كسر طبقة الحدود المغلقة التي كانت تحد من حركته. ^{[ ٨٦ ]} يمكن للتيارات النفاثة أن تعزز أو تثبط شدة الإعصار المداري من خلال التأثير على تدفق العاصفة الخارجي وكذلك قص الرياح الرأسي. ^{[ ٨٧ ] [ ٨٨ ]}

في بعض الأحيان، قد تشهد الأعاصير المدارية عملية تُعرف بالتكثيف السريع، وهي فترة تزداد فيها سرعة الرياح القصوى المستدامة للإعصار المداري بمقدار 30 عقدة (56 كم/ساعة؛ 35 ميل/ساعة) أو أكثر خلال 24 ساعة. ^{[ 89 ]} وبالمثل، يُعرَّف التعمق السريع في الأعاصير المدارية بأنه انخفاض في ضغط سطح البحر بمقدار 1.75 هكتوباسكال (0.052 بوصة زئبقية) في الساعة أو 42 هكتوباسكال (1.2 بوصة زئبقية) خلال 24 ساعة؛ ويحدث التعمق الانفجاري عندما ينخفض ​​ضغط السطح بمقدار 2.5 هكتوباسكال (0.074 بوصة زئبقية) في الساعة لمدة 12 ساعة على الأقل أو 5 هكتوباسكال (0.15 بوصة زئبقية) في الساعة لمدة 6 ساعات على الأقل. ^{[ 90 ]}           

لكي يحدث اشتداد سريع، يجب توافر عدة شروط. يجب أن تكون درجة حرارة الماء مرتفعة للغاية، تقارب أو تتجاوز 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) ، ويجب أن يكون الماء بهذه الحرارة عميقًا بما يكفي بحيث لا تدفع الأمواج المياه الباردة إلى السطح. من ناحية أخرى، يُعدّ الجهد الحراري للأعاصير المدارية أحد هذه المعايير غير التقليدية تحت سطح المحيط التي تؤثر على شدة الإعصار . ^{[ 91 ]}  

يجب أن يكون قص الرياح منخفضًا. فعندما يكون قص الرياح مرتفعًا، تتعطل عمليات الحمل الحراري والدوران في الإعصار. عادةً، يجب أن يكون هناك مرتفع جوي في الطبقات العليا من التروبوسفير فوق العاصفة أيضًا؛ فلكي تتشكل ضغوط سطحية منخفضة للغاية، يجب أن يرتفع الهواء بسرعة كبيرة في جدار عين الإعصار، ويساعد المرتفع الجوي في الطبقات العليا على توجيه هذا الهواء بعيدًا عن الإعصار بكفاءة. ^{[ 91 ]} ومع ذلك، فقد اشتدت بعض الأعاصير، مثل إعصار إبسيلون في عام 2020، بسرعة على الرغم من الظروف غير المواتية نسبيًا. ^{[ 92 ] [ 93 ]}

هناك عدة طرق يمكن أن يضعف بها الإعصار المداري أو يتبدد أو يفقد خصائصه المدارية. تشمل هذه الطرق وصوله إلى اليابسة، أو تحركه فوق مياه باردة، أو مواجهته هواءً جافًا، أو تفاعله مع أنظمة جوية أخرى؛ ومع ذلك، بمجرد أن يتبدد النظام أو يفقد خصائصه المدارية، يمكن لبقاياه أن تُعيد تكوين إعصار مداري إذا أصبحت الظروف البيئية مواتية. ^{[ 94 ] [ 95 ]}

يمكن أن يتلاشى الإعصار المداري عندما يتحرك فوق مياه تقل درجة حرارتها بشكل ملحوظ عن 26.5 درجة مئوية (79.7 درجة فهرنهايت) . يؤدي ذلك إلى فقدان العاصفة لخصائصها المدارية، مثل النواة الدافئة المصحوبة بعواصف رعدية قرب مركزها، لتصبح منطقة ضغط منخفض متبقية . قد تستمر الأنظمة المتبقية لعدة أيام قبل أن تفقد خصائصها. آلية التلاشي هذه شائعة في شرق شمال المحيط الهادئ. كما يمكن أن يحدث الضعف أو التلاشي إذا تعرضت العاصفة لقص رياح رأسي، مما يتسبب في ابتعاد الحمل الحراري ومحرك الحرارة عن المركز. عادةً ما يؤدي هذا إلى توقف تطور الإعصار المداري. ^{[ 96 ]} بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تفاعله مع الحزام الرئيسي للرياح الغربية ، من خلال اندماجه مع منطقة جبهية قريبة، إلى تحول الأعاصير المدارية إلى أعاصير خارج مدارية . قد يستغرق هذا التحول من يوم إلى ثلاثة أيام. ^{[ 97 ]}   

إذا وصل إعصار استوائي إلى اليابسة أو مرّ فوق جزيرة، فقد يبدأ دورانه بالتلاشي، خاصةً إذا واجه تضاريس جبلية. ^{[ 98 ]} عندما يصل نظام جوي إلى اليابسة على مساحة كبيرة، ينقطع عنه إمداده بالهواء البحري الدافئ الرطب، ويبدأ بسحب الهواء القاري الجاف. ^{[ 98 ]} هذا، بالإضافة إلى زيادة الاحتكاك فوق المناطق البرية، يؤدي إلى إضعاف الإعصار الاستوائي وتلاشيه. ^{[ 98 ]} فوق التضاريس الجبلية، يمكن أن يضعف النظام بسرعة. أما فوق المناطق المنبسطة، فقد يستمر لمدة يومين إلى ثلاثة أيام قبل أن يتلاشى دورانه. ^{[ 98 ]}

على مر السنين، تمّ النظر في عدد من التقنيات لمحاولة تعديل الأعاصير المدارية بشكل مصطنع. ^{[ 99 ]} وشملت هذه التقنيات استخدام الأسلحة النووية ، وتبريد المحيط باستخدام الجبال الجليدية، ودفع العاصفة بعيدًا عن اليابسة باستخدام مراوح عملاقة، وتلقيح عواصف مختارة بالثلج الجاف أو يوديد الفضة . ^{[ 99 ]} ومع ذلك، فإن هذه التقنيات لا تأخذ في الحسبان مدة الأعاصير المدارية أو شدتها أو قوتها أو حجمها. ^{[ 99 ]}

تُستخدم طرق وتقنيات متنوعة، تشمل المسح السطحي والفضائي والجوي، لتقييم شدة الأعاصير المدارية. تحلق طائرات الاستطلاع حول الأعاصير المدارية وداخلها، وهي مجهزة بأجهزة متخصصة، لجمع معلومات تُستخدم لتحديد سرعة الرياح وضغط النظام. ^{[ 1 ]} تتميز الأعاصير المدارية برياح ذات سرعات مختلفة على ارتفاعات متفاوتة. ويمكن تحويل سرعات الرياح المسجلة على مستوى الطيران لحساب سرعات الرياح على سطح الأرض. ^{[ 100 ]} توفر الملاحظات السطحية، مثل تقارير السفن والمحطات البرية وشبكات الرصد المتوسطة والمحطات الساحلية والعوامات، معلومات حول شدة الإعصار المداري أو اتجاه حركته. ^{[ 1 ]}

تُستخدم علاقات ضغط الرياح (WPRs) لتحديد ضغط العاصفة بناءً على سرعة رياحها. وقد طُرحت عدة طرق ومعادلات مختلفة لحساب هذه العلاقات. ^{[ 101 ] [ 102 ]} تستخدم كل وكالة من وكالات الأعاصير المدارية علاقات ضغط رياح ثابتة خاصة بها، مما قد يؤدي إلى تباينات بين الوكالات التي تُصدر تقديرات بناءً على النظام نفسه. ^{[ 102 ]} يُعدّ جهاز ASCAT مقياس تشتت تستخدمه أقمار MetOp الصناعية لرسم خرائط متجهات حقل الرياح للأعاصير المدارية. ^{[ 1 ]} يستخدم جهاز SMAP قناة مقياس إشعاع في النطاق L لتحديد سرعات رياح الأعاصير المدارية على سطح المحيط، وقد أثبت موثوقيته في حالات الشدة العالية وفي ظل ظروف هطول الأمطار الغزيرة، على عكس الأجهزة القائمة على مقياس التشتت وغيرها من الأجهزة القائمة على مقياس الإشعاع. ^{[ 103 ]}

تُعدّ تقنية دفوراك ذات أهمية بالغة في تصنيف الأعاصير المدارية وتحديد شدتها. طُوّرت هذه الطريقة، المستخدمة في مراكز الإنذار المبكر، على يد فيرنون دفوراك في سبعينيات القرن الماضي، وتعتمد على صور الأقمار الصناعية المرئية والأشعة تحت الحمراء في تقييم شدة الأعاصير المدارية. تستخدم تقنية دفوراك مقياسًا يُعرف بـ"أرقام T"، يتدرج بمقدار 0.5 من T1.0 إلى T8.0. لكل رقم T شدة مُحددة، حيث تشير الأرقام الأعلى إلى نظام أقوى. يُقيّم خبراء الأرصاد الجوية الأعاصير المدارية وفقًا لمجموعة من الأنماط، بما في ذلك خصائص النطاقات المنحنية ، وقص الرياح، والغيوم الكثيفة المركزية، وعين الإعصار، لتحديد رقم T وبالتالي تقييم شدة العاصفة. ^{[ 104 ]}

يعمل المعهد التعاوني لدراسات الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية على تطوير وتحسين أساليب الأقمار الصناعية الآلية، مثل تقنية دفوراك المتقدمة (ADT) ونظام SATCON. تستخدم تقنية ADT، التي يستخدمها عدد كبير من مراكز التنبؤ، صورًا بالأشعة تحت الحمراء من الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض وخوارزمية تعتمد على تقنية دفوراك لتقييم شدة الأعاصير المدارية. تختلف تقنية ADT عن تقنية دفوراك التقليدية في عدة جوانب، منها تعديلات على قواعد تحديد الشدة واستخدام صور الموجات الميكروية لتحديد شدة النظام بناءً على بنيته الداخلية، مما يمنع استقرار الشدة قبل ظهور عين الإعصار في صور الأشعة تحت الحمراء. ^{[ 105 ]} أما نظام SATCON، فيُرجّح التقديرات من أنظمة الأقمار الصناعية المختلفة وأجهزة قياس الموجات الميكروية ، مع مراعاة نقاط القوة والضعف في كل تقدير على حدة، لإنتاج تقدير توافقي لشدة الإعصار المداري، والذي قد يكون أكثر موثوقية من تقنية دفوراك في بعض الأحيان. ^{[ 106 ] [ 107 ]}

تُستخدم مقاييس متعددة لشدة الأعاصير، بما في ذلك طاقة الإعصار المتراكمة (ACE)، ومؤشر ارتفاع منسوب مياه الإعصار ، ومؤشر شدة الإعصار ، ومؤشر تبديد الطاقة (PDI)، والطاقة الحركية المتكاملة (IKE). تُعدّ طاقة الإعصار المتراكمة (ACE) مقياسًا لإجمالي الطاقة التي يبذلها النظام خلال دورة حياته. ويتم حسابها بجمع مربعات سرعة الرياح المستدامة للإعصار، كل ست ساعات طالما كان النظام عند أو أعلى من شدة العاصفة الاستوائية، سواءً كان استوائيًا أو شبه استوائي. ^{[ 108 ]} ويتشابه حساب مؤشر تبديد الطاقة (PDI) في طبيعته مع حساب طاقة الإعصار المتراكمة (ACE)، مع الاختلاف الرئيسي في أن سرعات الرياح تُكعّب بدلًا من تربيعها. ^{[ 109 ]}

مؤشر ارتفاع منسوب مياه البحر الناتج عن الأعاصير هو مقياس للأضرار المحتملة التي قد تُسببها العاصفة عبر ارتفاع منسوب مياه البحر. يُحسب هذا المؤشر بتربيع حاصل ضرب سرعة رياح العاصفة في قيمة مناخية ( 33 م/ث أو 74 ميل/ساعة )، ثم ضرب الناتج في حاصل ضرب نصف قطر رياح الإعصار في قيمته المناخية ( 96.6 كم أو 60.0 ميل ). ويمكن تمثيل ذلك بمعادلة كما يلي:    

${\displaystyle \left({\frac {v}{33\ \mathrm {m/s} }}\right)^{2}\times \left({\frac {r}{96.6\ \mathrm {km} }}\right)\,}$

أين${\textstyle v}$هي سرعة رياح العاصفة و${\textstyle r}$يمثل نصف قطر رياح بقوة الإعصار. ^{[ 110 ]} مؤشر شدة الإعصار هو مقياس يُمكنه تخصيص ما يصل إلى 50 نقطة للنظام؛ 25 نقطة منها تُستمد من الشدة، بينما تُستمد الـ 25 نقطة المتبقية من حجم حقل رياح العاصفة. ^{[ 111 ]} يقيس نموذج IKE القدرة التدميرية للإعصار المداري من خلال الرياح والأمواج والارتفاع المفاجئ للموجات. ويتم حسابه على النحو التالي:

${\displaystyle \int _{Vol}{\frac {1}{2}}pu^{2}d_{v}\,}$

أين${\textstyle p}$هي كثافة الهواء،${\textstyle u}$وهي قيمة سرعة الرياح السطحية المستدامة، و${\textstyle d_{v}}$هو عنصر الحجم . ^{[ 111 ] [ 112 ]}

تُصنَّف الأعاصير المدارية حول العالم بطرق مختلفة، بناءً على موقعها ( أحواض الأعاصير المدارية )، وبنية النظام، وشدته. فعلى سبيل المثال، في حوضي شمال المحيط الأطلسي وشرق المحيط الهادئ، يُطلق على الإعصار المداري الذي تتجاوز سرعة رياحه 65 عقدة (120 كم/ساعة؛ 75 ميل/ساعة) اسم إعصار ، بينما يُطلق عليه اسم إعصار استوائي أو عاصفة إعصارية شديدة في غرب المحيط الهادئ أو شمال المحيط الهندي. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} وعندما يعبر الإعصار المداري غربًا عبر خط التاريخ الدولي في نصف الكرة الشمالي، يُعرف باسم إعصار استوائي. وقد حدث هذا في عام 2014 مع إعصار جينيفيف ، الذي أصبح إعصارًا استوائيًا يُسمى إعصار جينيفيف. ^{[ 113 ]}   

في نصف الكرة الجنوبي، يُطلق على العاصفة اسم إعصار، أو إعصار مداري، أو إعصار مداري شديد، وذلك بحسب موقعها في جنوب المحيط الأطلسي، أو جنوب غرب المحيط الهندي، أو المنطقة الأسترالية، أو جنوب المحيط الهادئ. ^{[ 22 ] [ 23 ]} وتختلف مسميات الأعاصير المدارية التي تقل سرعة رياحها عن 65 عقدة (120 كم/ساعة؛ 75 ميل/ساعة) باختلاف حوض الإعصار المداري، ويمكن تقسيمها إلى فئات فرعية مثل "عاصفة مدارية"، أو "عاصفة إعصارية"، أو "منخفض مداري"، أو "منخفض عميق". ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 19 ]}   

يعود استخدام الأسماء الشخصية لتسمية الأعاصير المدارية إلى أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، وقد حلّ تدريجيًا محل النظام السابق الذي كان يعتمد على تسمية الأعاصير بناءً على المناطق التي تضربها. ^{[ 114 ] [ 115 ]} يوفر النظام المستخدم حاليًا تعريفًا دقيقًا لأنظمة الطقس القاسية بشكل مختصر، يسهل فهمه والتعرف عليه من قبل العامة. ^{[ 114 ] [ 115 ]} يُنسب الفضل في أول استخدام للأسماء الشخصية لأنظمة الطقس إلى خبير الأرصاد الجوية الحكومي في كوينزلاند، كليمنت راج، الذي أطلق أسماءً على هذه الأنظمة بين عامي 1887 و1907. ^{[ 114 ] [ 115 ]} توقف استخدام هذا النظام لتسمية أنظمة الطقس لعدة سنوات بعد تقاعد راج، إلى أن أُعيد إحياؤه في الجزء الأخير من الحرب العالمية الثانية لمنطقة غرب المحيط الهادئ. ^{[ 114 ] [ 115 ]} وقد تم لاحقاً إدخال أنظمة تسمية رسمية لأحواض شمال وجنوب المحيط الأطلسي، وشرق ووسط وغرب وجنوب المحيط الهادئ، بالإضافة إلى المنطقة الأسترالية والمحيط الهندي. ^{[ 115 ]}

في الوقت الحالي، تُسمى الأعاصير المدارية رسميًا من قِبل إحدى هيئات الأرصاد الجوية الاثنتي عشرة ، وتحتفظ هذه الهيئات بأسمائها طوال فترة وجودها لتسهيل التواصل بين خبراء الأرصاد الجوية والجمهور فيما يتعلق بالتنبؤات والمراقبات والتحذيرات. ^{[ 114 ]} ونظرًا لأن هذه الأنظمة قد تستمر لأسبوع أو أكثر، وقد يتواجد أكثر من نظام في نفس الحوض في الوقت نفسه، يُعتقد أن هذه الأسماء تُقلل من الالتباس حول نوع العاصفة المقصودة. ^{[ 114 ]} تُخصص الأسماء بالترتيب من قوائم مُحددة مسبقًا ، بناءً على سرعات الرياح المستمرة لمدة دقيقة أو ثلاث أو عشر دقائق التي تتجاوز 65 كم/ساعة (40 ميل/ساعة)، وذلك حسب الحوض الذي تنشأ فيه. ^{[ 19 ] [ 21 ] [ 22 ]}  

تختلف المعايير من حوض لآخر. تُسمى بعض المنخفضات المدارية في غرب المحيط الهادئ. يجب أن تترافق الأعاصير المدارية مع رياح عاتية حول مركزها قبل تسميتها في نصف الكرة الجنوبي . ^{[ 22 ] [ 23 ]} تُحذف أسماء الأعاصير المدارية الهامة في شمال المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والمنطقة الأسترالية من قوائم التسمية وتُستبدل بأسماء أخرى. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 23 ]} تُخصص مراكز الإنذار التي ترصد الأعاصير المدارية التي تتشكل حول العالم رمزًا تعريفيًا يتكون من رقمين وحرف لاحق. ^{[ 23 ] [ 116 ]}

In addition to tropical cyclones, there are two other classes of cyclones within the spectrum of cyclone types. These kinds of cyclones, known as extratropical cyclones and subtropical cyclones, can be stages a tropical cyclone passes through during its formation or dissipation.^[117] An extratropical cyclone is a storm that derives energy from horizontal temperature differences, which are typical in higher latitudes. A tropical cyclone can become extratropical as it moves toward higher latitudes if its energy source changes from heat released by condensation to differences in temperature between air masses. Although not as frequently, an extratropical cyclone can transform into a subtropical storm, and from there into a tropical cyclone.^[118] From space, extratropical storms have a characteristic "comma-shaped" cloud pattern.^[119] Extratropical cyclones can also be dangerous when their low-pressure centers cause powerful winds and high seas.^[120]

A subtropical cyclone is a weather system that has some characteristics of a tropical cyclone and some characteristics of an extratropical cyclone. They can form in a wide band of latitudes, from the equator to 50°. Although subtropical storms rarely have hurricane-force winds, they may become tropical in nature as their cores warm.^[121]

At the center of a mature tropical cyclone, air sinks rather than rises. For a sufficiently strong storm, air may sink over a layer deep enough to suppress cloud formation, thereby creating a clear "eye". Weather in the eye is normally calm and free of convective clouds, although the sea may be extremely violent.^[122] The eye is normally circular and is typically 30–65 km (19–40 mi) in diameter, though eyes as small as 3 km (1.9 mi) and as large as 370 km (230 mi) have been observed.^[123][124]

تُسمى الحافة الخارجية الغائمة لعين الإعصار "جدار العين". يتمدد جدار العين عادةً مع الارتفاع، مُشابهًا لملعب كرة قدم؛ وتُعرف هذه الظاهرة أحيانًا باسم " تأثير الملعب ". ^{[ 124 ]} في جدار العين، تُسجل أعلى سرعات الرياح، وأسرع ارتفاع للهواء، وتصل السحب إلى أعلى ارتفاع لها ، ويكون الهطول هو الأغزر. ويحدث أشد ضرر بفعل الرياح عندما يمر جدار عين الإعصار المداري فوق اليابسة. ^{[ 122 ]}

في العواصف الأضعف، قد تحجب السحب الكثيفة المركزية عين الإعصار ، وهي عبارة عن غطاء من السحب الرقيقة في الطبقات العليا يرتبط بمنطقة مركزية من نشاط العواصف الرعدية القوية بالقرب من مركز الإعصار المداري. ^{[ 125 ]}

قد يتغير جدار عين الإعصار بمرور الوقت على شكل دورات استبدال ، لا سيما في الأعاصير المدارية الشديدة. يمكن أن تتشكل الأحزمة المطرية الخارجية في حلقة خارجية من العواصف الرعدية تتحرك ببطء نحو الداخل، ويُعتقد أن ذلك يُفقد جدار العين الرئيسي الرطوبة والزخم الزاوي . عندما يضعف جدار العين الرئيسي، يضعف الإعصار المداري مؤقتًا. في نهاية المطاف، يحل جدار العين الخارجي محل جدار العين الرئيسي في نهاية الدورة، وعندها قد تعود العاصفة إلى شدتها الأصلية. ^{[ 126 ]}

تُستخدم مجموعة متنوعة من المقاييس الشائعة لقياس حجم العواصف. تشمل المقاييس الأكثر شيوعًا نصف قطر أقصى سرعة للرياح، ونصف قطر سرعة الرياح البالغة 34 عقدة (17 م/ث؛ 63 كم/س؛ 39 ميل/س) (أي قوة العاصفة )، ونصف قطر خط الضغط المتساوي المغلق الخارجي ( ROCI )، ونصف قطر تلاشي الرياح. ^{[ 129 ] [ 130 ] ومن المقاييس الإضافية نصف القطر الذي ينخفض ​​عنده مجال} الدوامة النسبية للإعصار إلى 1× ^10⁻⁵ ثانية⁻¹ ^{. [ 124} ]   

تتفاوت أحجام الأعاصير المدارية على سطح الأرض بشكل كبير، من 100 إلى 2000 كيلومتر (62-1243 ميلًا) وفقًا لنصف قطر منطقة تلاشي الرياح. وتكون أكبر ما يمكن في المتوسط ​​في حوض شمال غرب المحيط الهادئ، وأصغر ما يمكن في حوض شمال شرق المحيط الهادئ . ^{[ 131 ]} إذا كان نصف قطر خط الضغط المتساوي المغلق الخارجي أقل من درجتين من خط العرض ( 222 كيلومترًا (138 ميلًا) )، فإن الإعصار يُصنف على أنه "صغير جدًا" أو "قزم". أما نصف القطر الذي يتراوح بين 3 و6 درجات من خط العرض ( 333-670 كيلومترًا (207-416 ميلًا) ) فيُعتبر "متوسط ​​الحجم". بينما يبلغ نصف قطر الأعاصير المدارية "الكبيرة جدًا" أكثر من 8 درجات ( 888 كيلومترًا (552 ميلًا) ). ^{[ 127 ]} تشير الملاحظات إلى أن حجم العاصفة يرتبط ارتباطًا ضعيفًا فقط بمتغيرات مثل شدتها (أي أقصى سرعة للرياح)، ونصف قطر أقصى سرعة للرياح، وخط العرض، وأقصى شدة محتملة. ^{[ 130 ] [ 131 ]} يُعد إعصار تيب أكبر إعصار مسجل، حيث بلغ قطر رياحه بقوة العاصفة الاستوائية 2170 كيلومترًا (1350 ميلًا) . أما أصغر عاصفة مسجلة فهي العاصفة الاستوائية ماركو عام 2008 ، والتي ولّدت رياحًا بقوة العاصفة الاستوائية بقطر 37 كيلومترًا (23 ميلًا) فقط. ^{[ 132 ]}             

يُعدّ التوجيه البيئي العامل الرئيسي المؤثر على حركة الأعاصير المدارية. ^{[ 137 ]} وهو يُمثّل حركة العاصفة نتيجةً للرياح السائدة وغيرها من الظروف البيئية الأوسع، على غرار "الأوراق التي يحملها مجرى مائي". ^{[ 138 ]}

فيزيائيًا، يمكن اعتبار الرياح، أو مجال التدفق ، في محيط الإعصار المداري مكونة من جزأين: التدفق المرتبط بالعاصفة نفسها، وتدفق الخلفية واسع النطاق للبيئة المحيطة. ^{[ 137 ]} ويمكن اعتبار الأعاصير المدارية بمثابة نقاط قصوى محلية للدوامية معلقة ضمن تدفق الخلفية واسع النطاق للبيئة المحيطة. ^{[ 139 ]} وبهذه الطريقة، يمكن تمثيل حركة الإعصار المداري، من الدرجة الأولى، على أنها انتقال للعاصفة بفعل تدفق البيئة المحلي . ^{[ 140 ]} يُطلق على تدفق البيئة هذا اسم "تدفق التوجيه"، وهو العامل المؤثر الرئيسي على حركة الإعصار المداري. ^{[ 137 ]} ويمكن تقريب قوة واتجاه تدفق التوجيه كتكامل رأسي للرياح التي تهب أفقيًا في محيط الإعصار، مع مراعاة الارتفاع الذي تهب عنده هذه الرياح. ونظرًا لأن الرياح قد تختلف باختلاف الارتفاع، فإن تحديد تدفق التوجيه بدقة قد يكون صعبًا.

يُعرف مستوى الضغط الجوي الذي تكون عنده الرياح الخلفية أكثر ارتباطًا بحركة الإعصار المداري باسم "مستوى التوجيه". ^{[ 139 ]} ترتبط حركة الأعاصير المدارية الأقوى بتدفق الهواء الخلفي المتوسط ​​عبر جزء أكثر سمكًا من طبقة التروبوسفير، مقارنةً بالأعاصير المدارية الأضعف التي ترتبط حركتها بتدفق الهواء الخلفي المتوسط ​​عبر امتداد أضيق من الطبقة السفلى للتروبوسفير. ^{[ 141 ]} عند وجود قص الرياح وإطلاق الحرارة الكامنة ، تميل الأعاصير المدارية إلى التحرك نحو المناطق التي تزداد فيها الدوامة الكامنة بسرعة أكبر. ^{[ 142 ]}

مناخياً، تتجه الأعاصير المدارية غرباً بشكل أساسي بفعل الرياح التجارية الشرقية الغربية على الجانب الاستوائي من المرتفع شبه المداري - وهو منطقة ضغط مرتفع مستمرة فوق المحيطات شبه المدارية في العالم. ^{[ 138 ]} في شمال المحيط الأطلسي الاستوائي وشمال شرق المحيط الهادئ، توجه الرياح التجارية الموجات الشرقية المدارية غرباً من الساحل الأفريقي نحو البحر الكاريبي وأمريكا الشمالية، وصولاً إلى وسط المحيط الهادئ قبل أن تتلاشى. ^{[ 143 ]} وتُعد هذه الموجات مقدمةً للعديد من الأعاصير المدارية في هذه المنطقة. ^{[ 144 ]} في المقابل، في المحيط الهندي وغرب المحيط الهادئ في نصفي الكرة الأرضية، يتأثر تشكل الأعاصير المدارية بشكل أقل بالموجات الشرقية المدارية، وبشكل أكبر بالحركة الموسمية لمنطقة التقارب بين المدارين ومنخفض الرياح الموسمية . ^{[ 145 ]} يمكن لأنظمة الطقس الأخرى، مثل المنخفضات الجوية في خطوط العرض المتوسطة والدوامات الموسمية الواسعة، أن تؤثر أيضًا على حركة الأعاصير المدارية من خلال تعديل تدفق التوجيه. ^{[ 141 ] [ 146 ]}

إضافةً إلى التوجيه البيئي، يميل الإعصار المداري إلى الانجراف نحو القطبين والغرب، وهي حركة تُعرف باسم "انجراف بيتا". ^{[ 147 ]} ويعود سبب هذه الحركة إلى تراكب دوامة، كدوامة الإعصار المداري، على بيئة تتغير فيها قوة كوريوليس بتغير خط العرض، كما هو الحال على سطح كروي أو مستوى بيتا . ^{[ 148 ]} ويتراوح مقدار مُركِّبة حركة الإعصار المداري المرتبطة بانجراف بيتا بين 1 و3 م/ث (3.6-10.8 كم/س؛ 2.2-6.7 ميل/س) ، ويميل إلى أن يكون أكبر في الأعاصير المدارية الأكثر شدةً وعند خطوط العرض الأعلى. وينتج هذا الانجراف بشكل غير مباشر عن العاصفة نفسها نتيجةً للتغذية الراجعة بين التدفق الإعصاري للعاصفة وبيئتها. ^{[ 149 ] [ 147 ]}   

فيزيائيًا، ينقل الدوران الإعصاري للعاصفة الهواء المحيط باتجاه القطب شرق مركزها، وباتجاه خط الاستواء غرب مركزها. ولأن الهواء يجب أن يحافظ على زخمه الزاوي ، فإن هذا التكوين التدفق يُحدث دوامة إعصارية باتجاه خط الاستواء وغرب مركز العاصفة، ودوامة مضادة للإعصار باتجاه القطب وشرق مركز العاصفة. ويعمل التدفق المُجتمع لهاتين الدوامتين على نقل العاصفة ببطء باتجاه القطب وغربها. ويحدث هذا التأثير حتى في حال انعدام التدفق المحيط. ^{[ 150 ] [ 151 ]} ونظرًا لاعتماد الانجراف بيتا بشكل مباشر على الزخم الزاوي، فإن حجم الإعصار المداري يُمكن أن يؤثر على تأثير الانجراف بيتا على حركته؛ إذ يُؤثر الانجراف بيتا بشكل أكبر على حركة الأعاصير المدارية الأكبر حجمًا مقارنةً بالأعاصير الأصغر. ^{[ 152 ] [ 153 ]}

يُعدّ تفاعل عدة أعاصير استوائية عنصرًا ثالثًا من عناصر الحركة، وهو نادر الحدوث نسبيًا. فعندما يقترب إعصاران من بعضهما، تبدأ مراكزهما بالدوران حول نقطة بينهما. وبحسب المسافة الفاصلة بينهما وقوتهما، قد يدور الإعصاران حول بعضهما، أو قد يلتفّان حلزونيًا نحو المركز ويتحدان. وعندما يكون الإعصاران غير متساويين في الحجم، يميل الإعصار الأكبر إلى السيطرة على التفاعل، بينما يدور الإعصار الأصغر حوله. تُعرف هذه الظاهرة بتأثير فوجيوارا، نسبةً إلى ساكوهي فوجيوارا . ^{[ 154 ]}

على الرغم من أن الإعصار المداري يتحرك عادةً من الشرق إلى الغرب في المناطق المدارية، إلا أن مساره قد ينحرف نحو القطبين والشرق إما عند تحركه غرب محور المرتفع شبه المداري أو عند تفاعله مع تيارات خطوط العرض المتوسطة، مثل التيار النفاث أو الإعصار خارج المداري . تُعرف هذه الحركة باسم " الانحناء "، وتحدث عادةً بالقرب من الحافة الغربية لأحواض المحيطات الرئيسية، حيث يكون للتيار النفاث عادةً مركبة قطبية وتكثر الأعاصير خارج المدارية. ^{[ 155 ]} ومن الأمثلة على انحناء مسار الإعصار المداري إعصار إيوك عام 2006. ^{[ 156 ]}

تُسبب الأعاصير المدارية في عرض البحر أمواجًا عاتية، وأمطارًا غزيرة ، وفيضانات ، ورياحًا شديدة، مما يُعطّل حركة الملاحة الدولية، ويؤدي أحيانًا إلى غرق السفن. ^{[ 157 ]} تُثير الأعاصير المدارية المياه، تاركةً وراءها تيارًا باردًا، مما يجعل المنطقة أقل ملاءمةً لتكوّن أعاصير مدارية لاحقة. ^{[ 67 ]} على اليابسة، يُمكن للرياح القوية أن تُلحق الضرر بالمركبات والمباني والجسور وغيرها من الأجسام الخارجية أو تُدمّرها، مُحوّلةً الحطام المتناثر إلى مقذوفات طائرة قاتلة. يُعدّ ارتفاع مستوى سطح البحر الناتج عن الإعصار، أو ما يُعرف بـ"عاصفة المد"، عادةً أسوأ آثار الأعاصير المدارية التي تضرب اليابسة، وقد أدّى تاريخيًا إلى 90% من وفيات الأعاصير المدارية. ^{[ 158 ]} سجّل إعصار ماهينا أعلى ارتفاع لمستوى سطح البحر على الإطلاق، حيث بلغ 13 مترًا (43 قدمًا) ، في خليج باثورست ، كوينزلاند ، أستراليا ، في مارس 1899. ^{[ 159 ]}  

من المخاطر الأخرى التي تُسببها الأعاصير المدارية في المحيطات تيارات السحب والتيارات الساحبة . قد تحدث هذه المخاطر على بُعد مئات الكيلومترات (مئات الأميال) من مركز الإعصار، حتى في حال كانت الظروف الجوية الأخرى مواتية. ^{[ 160 ] [ 161 ]} يُؤدي الدوران الواسع للإعصار المداري عند وصوله إلى اليابسة، وقص الرياح العمودي على أطرافه، إلى تكوّن الأعاصير القمعية . كما يُمكن أن تتكوّن الأعاصير القمعية نتيجةً للدوامات المتوسطة في جدار عين الإعصار ، والتي تستمر حتى وصوله إلى اليابسة. ^{[ 162 ]} أنتج إعصار إيفان 120 إعصارًا قمعيًا ، وهو عدد يفوق أي إعصار مداري آخر. ^{[ 163 ]} يتولد نشاط البرق داخل الأعاصير المدارية. ويكون هذا النشاط أكثر كثافةً داخل العواصف الأقوى وبالقرب من جدار عين الإعصار وداخله. ^{[ 164 ] [ 165 ]} يُمكن للأعاصير المدارية أن تزيد من كمية تساقط الثلوج في المنطقة من خلال توفير رطوبة إضافية. ^{[ 166 ]} قد تتفاقم حرائق الغابات عندما تُؤجّج عاصفة قريبة ألسنة اللهب برياحها القوية. ^{[ 167 ] [ 168 ]}

تؤثر الأعاصير المدارية بانتظام على سواحل معظم المسطحات المائية الرئيسية على سطح الأرض ، وتحديدًا المحيطات الأطلسي والهادئ والهندي . وقد تسببت هذه الأعاصير في دمار هائل وخسائر فادحة في الأرواح، حيث بلغ عدد الوفيات حوالي مليوني شخص منذ  القرن التاسع عشر. ^{[ 171 ]} وتؤدي المساحات الشاسعة من المياه الراكدة الناتجة عن الفيضانات إلى انتشار العدوى ، فضلًا عن مساهمتها في الأمراض التي ينقلها البعوض . كما أن اكتظاظ النازحين في الملاجئ يزيد من خطر انتشار الأمراض. ^{[ 158 ]} وتُلحق الأعاصير المدارية أضرارًا جسيمة بالبنية التحتية، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي ، وتدمير الجسور والطرق، وإعاقة جهود إعادة الإعمار. ^{[ 158 ] [ 172 ] [ 173 ]}

يمكن أن تُلحق الرياح والمياه المصاحبة للعواصف أضرارًا بالغة بالمنازل والمباني وغيرها من المنشآت البشرية، أو أن تُدمرها تمامًا. ^{[ 174 ] [ 175 ]} تُدمر الأعاصير المدارية الزراعة، وتتسبب في نفوق الماشية، وتمنع وصول المشترين والبائعين إلى الأسواق؛ مما يؤدي إلى خسائر مالية. ^{[ 176 ] [ 177 ] [ 178 ]} تُعد الأعاصير القوية التي تضرب اليابسة - بعد انتقالها من المحيط إلى اليابسة - من بين أقوى الأعاصير، وإن لم يكن هذا هو الحال دائمًا.  يتشكل في المتوسط ​​86 إعصارًا مداريًا سنويًا في جميع أنحاء العالم، يصل 47 منها إلى قوة الإعصار المداري أو التيفون، ويتحول 20 منها إلى أعاصير مدارية شديدة، أو تيفونات فائقة، أو أعاصير كبرى (على الأقل من الفئة 3 ). ^{[ 179 ]}

على الرغم من الخسائر الفادحة في الأرواح والممتلكات التي تُسببها الأعاصير، إلا أنها قد تُشكل عوامل مهمة في أنظمة هطول الأمطار في المناطق التي تُؤثر عليها، إذ قد تُساهم في جلب الأمطار التي تشتد الحاجة إليها إلى المناطق الجافة. ^{[ 209 ]} كما قد تُخفف أمطارها من حدة الجفاف عن طريق استعادة رطوبة التربة، مع أن إحدى الدراسات التي ركزت على جنوب شرق الولايات المتحدة أشارت إلى أن الأعاصير المدارية لم تُسهم بشكل كبير في التعافي من الجفاف. ^{[ 210 ] [ 211 ] [ 212 ]} وتُساعد الأعاصير المدارية أيضًا في الحفاظ على التوازن الحراري العالمي من خلال نقل الهواء الاستوائي الدافئ والرطب إلى خطوط العرض الوسطى والمناطق القطبية ، ^{[ 213 ]} ومن خلال تنظيم الدوران الحراري الملحي عبر ظاهرة الصعود . ^{[ 214 ]} وقد أظهرت الأبحاث التي أُجريت على أعاصير المحيط الهادئ أن الطبقات العميقة من المحيط تتلقى انتقالًا حراريًا من هذه العواصف القوية. ^{[ 215 ] [ 216 ]}

قد تُلحق العواصف المدية ورياح الأعاصير أضرارًا بالغة بالمنشآت البشرية، كما أنها تُثير مياه مصبات الأنهار الساحلية ، التي تُعدّ عادةً مواقع مهمة لتكاثر الأسماك . ^{[ 217 ]} ويمكن أن تتعرض النظم البيئية، مثل المستنقعات المالحة وغابات المانغروف ، لأضرار جسيمة أو تُدمر تمامًا بفعل الأعاصير المدارية، التي تُؤدي إلى تآكل التربة وتدمير الغطاء النباتي. ^{[ 218 ] [ 219 ]} كما يُمكن أن تُسبب الأعاصير المدارية ازدهارًا ضارًا للطحالب في المسطحات المائية عن طريق زيادة كمية العناصر الغذائية المتاحة. ^{[ 220 ] [ 221 ] [ 222 ]} وقد تنخفض أعداد الحشرات وتنوعها بعد مرور العواصف. ^{[ 223 ]} وتستطيع الرياح العاتية المصاحبة للأعاصير المدارية وبقاياها اقتلاع آلاف الأشجار، مما يُلحق أضرارًا بالغة بالغابات. ^{[ 224 ]}

عندما تضرب الأعاصير الشواطئ قادمةً من المحيط، يتسرب الملح إلى العديد من مناطق المياه العذبة، مما يرفع مستويات الملوحة إلى مستوياتٍ لا تستطيع بعض الموائل تحملها. بعض هذه الموائل قادر على التعامل مع الملح وإعادة تدويره إلى المحيط، بينما لا يستطيع البعض الآخر تصريف المياه السطحية الزائدة بالسرعة الكافية، أو لا يملك مصدراً كافياً من المياه العذبة لتعويضها. ونتيجةً لذلك، تموت بعض أنواع النباتات بسبب زيادة الملح. ^{[ 225 ]} يمكن للأعاصير أن تحمل معها السموم والأحماض إلى الشاطئ عند وصولها. ويمكن لمياه الفيضانات أن تحمل هذه السموم من مختلف الانسكابات ، وتلوث الأرض التي تمر بها. هذه السموم ضارة بالناس والحيوانات في المنطقة، وكذلك بالبيئة المحيطة بهم. ^{[ 226 ]} يمكن للأعاصير المدارية أن تتسبب في انسكابات نفطية عن طريق إتلاف أو تدمير خطوط الأنابيب ومرافق التخزين. ^{[ 227 ] [ 220 ] [ 228 ]} وبالمثل، تم الإبلاغ عن انسكابات كيميائية عند تضرر مرافق المعالجة الكيميائية. ^{[ 228 ] [ 229 ] [ 230 ]} تلوثت المجاري المائية بمستويات سامة من المعادن مثل النيكل والكروم والزئبق أثناء الأعاصير المدارية ^. [ ^{231 ] [ 232 ]}

Tropical cyclones can have an extensive effect on geography, such as creating or destroying land.^[233][234]Cyclone Bebe increased the size of Tuvalu island, Funafuti Atoll, by nearly 20%.^{[233][235][236]}Hurricane Walaka destroyed the small East Island in 2018,^[234][237] which destroyed the habitat for the endangered Hawaiian monk seal, as well as, threatened sea turtles and seabirds.^[238]Landslides frequently occur during tropical cyclones and can vastly alter landscapes. Some storms are capable of causing hundreds to tens of thousands of landslides.^{[239][240][241][242]} Storms can erode coastlines over an extensive area and transport the sediment to other locations.^{[232][243][244]}

Tropical cyclones have occurred around the world for millennia. Reanalyses and research are being undertaken to extend the historical record, through the usage of proxy data such as overwash deposits, beach ridges and historical documents such as diaries.^[245] Major tropical cyclones leave traces in overwash records and shell layers in some coastal areas, which have been used to gain insight into hurricane activity over the past thousands of years.^[246] Sediment records in Western Australia suggest an intense tropical cyclone in the 4th millennium BC.^[245]

Proxy records based on paleotempestological research have revealed that major hurricane activity along the Gulf of Mexico coast varies on timescales of centuries to millennia.^[247][248] In the year 957, a powerful typhoon struck southern China, killing around 10,000 people due to flooding.^[249] The Spanish colonization of Mexico described "tempestades" in 1730,^[250] although the official record for Pacific hurricanes only dates to 1949.^[251] In the south-west Indian Ocean, the tropical cyclone record goes back to 1848.^[252] In 2003, the Atlantic hurricane reanalysis project examined and analyzed the historical record of tropical cyclones in the Atlantic back to 1851, extending the existing database from 1886.^[253]

Before satellite imagery became available during the 20th century, many of these systems went undetected unless it impacted land or a ship encountered it by chance.^[1] Often in part because of the threat of hurricanes, many coastal regions had sparse population between major ports until the advent of automobile tourism; therefore, the most severe portions of hurricanes striking the coast may have gone unmeasured in some instances. The combined effects of ship destruction and remote landfall severely limit the number of intense hurricanes in the official record before the era of hurricane reconnaissance aircraft and satellite meteorology. Although the record shows a distinct increase in the number and strength of intense hurricanes, therefore, experts regard the early data as suspect.^[254] The ability of climatologists to make a long-term analysis of tropical cyclones is limited by the amount of reliable historical data.^[255]

In the 1940s, routine aircraft reconnaissance started in both the Atlantic and Western Pacific basin in the mid-1940s, which provided ground truth data. Early flights were only made once or twice a day.^[1] In 1960, Polar-orbiting weather satellites were first launched by the United States National Aeronautics and Space Administration, but were not declared operational until 1965.^[1] It took several years for some of the warning centers to take advantage of this new viewing platform and develop the expertise to associate satellite signatures with storm position and intensity.^[1]

تُشكّل الأعاصير المدارية الشديدة تحديًا خاصًا للرصد، نظرًا لكونها ظاهرة بحرية خطيرة، ونظرًا لقلة محطات الأرصاد الجوية نسبيًا، نادرًا ما تتوفر في موقع العاصفة نفسها. عمومًا، لا تتوفر بيانات الرصد السطحي إلا إذا كانت العاصفة تمر فوق جزيرة أو منطقة ساحلية، أو إذا كانت هناك سفينة قريبة. تُؤخذ القياسات الآنية عادةً في محيط الإعصار، حيث تكون الظروف أقل كارثية ولا يمكن تقييم قوته الحقيقية. لهذا السبب، توجد فرق من خبراء الأرصاد الجوية تنتقل إلى مسار الأعاصير المدارية للمساعدة في تقييم قوتها عند نقطة وصولها إلى اليابسة. ^{[ 256 ]}

تُرصد الأعاصير المدارية بواسطة أقمار صناعية للأرصاد الجوية تلتقط صورًا مرئية وأشعة تحت الحمراء من الفضاء، عادةً على فترات تتراوح بين نصف ساعة وربع ساعة. وعندما تقترب العاصفة من اليابسة، يمكن رصدها بواسطة رادار دوبلر للأرصاد الجوية الأرضي . ويلعب الرادار دورًا حاسمًا عند وصول العاصفة إلى اليابسة، حيث يُظهر موقعها وشدتها كل بضع دقائق. ^{[ 257 ]} كما توفر أقمار صناعية أخرى معلومات من اضطرابات إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، إذ تُقدم آلاف اللقطات يوميًا، وتلتقط بيانات درجة حرارة الغلاف الجوي وضغطه ومحتواه من الرطوبة. ^{[ 258 ]}

يمكن إجراء قياسات ميدانية فورية عن طريق إرسال طائرات استطلاع مجهزة خصيصًا إلى داخل الإعصار. في حوض المحيط الأطلسي، تُسيّر هذه الطائرات بانتظام من قبل صيادي الأعاصير التابعين لحكومة الولايات المتحدة . ^{[ 259 ]} تحلق هذه الطائرات مباشرة داخل الإعصار وتجري قياسات مباشرة وعن بُعد. تُطلق الطائرات مجسات GPS داخل الإعصار، تقيس درجة الحرارة والرطوبة والضغط، وخاصة سرعة الرياح، بين مستوى التحليق وسطح المحيط. بدأ عهد جديد في رصد الأعاصير عندما حلقت طائرة Aerosonde صغيرة مُسيّرة عن بُعد عبر العاصفة الاستوائية أوفيليا أثناء مرورها بالساحل الشرقي لولاية فرجينيا خلال موسم الأعاصير عام 2005. كما أُنجزت مهمة مماثلة بنجاح في غرب المحيط الهادئ. ^{[ 260 ]}

تُمكّن الحواسيب فائقة السرعة وبرامج المحاكاة المتطورة خبراء الأرصاد الجوية من إنتاج نماذج حاسوبية تتنبأ بمسارات الأعاصير المدارية بناءً على الموقع المستقبلي وقوة أنظمة الضغط المرتفع والمنخفض. وبفضل الجمع بين نماذج التنبؤ وفهم أعمق للقوى المؤثرة على الأعاصير المدارية، بالإضافة إلى كم هائل من البيانات من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض وغيرها من أجهزة الاستشعار، تمكن العلماء من زيادة دقة التنبؤات بمسارات هذه الأعاصير خلال العقود الأخيرة. ^{[ 261 ]}

مع ذلك، لا يتمتع العلماء بنفس القدر من المهارة في التنبؤ بشدة الأعاصير المدارية. ^{[ 262 ]} يُعزى عدم تحسن التنبؤ بالشدة إلى تعقيد الأنظمة المدارية وعدم اكتمال فهم العوامل المؤثرة في تطورها. تتوفر معلومات جديدة عن موقع الأعاصير المدارية وتوقعاتها كل ست ساعات على الأقل من مراكز الإنذار المختلفة. ^{[ 263 ] [ 264 ] [ 265 ] [ 266 ] [ 267 ]}

قبل بدء موسم الأعاصير الرسمي، يحثّ السياسيون وخبراء الأرصاد الجوية، وغيرهم، الناس على الاستعداد لآثار الأعاصير المدارية . ويستعدون من خلال تحديد مدى تعرضهم لمخاطر أنواع الطقس المختلفة التي تسببها الأعاصير المدارية، والتحقق من تغطيتهم التأمينية ومستلزمات الطوارئ، بالإضافة إلى تحديد أماكن الإخلاء عند الحاجة. ^{[ 268 ] [ 269 ] [ 270 ]} عندما يتشكل إعصار مداري ويُتوقع أن يؤثر على اليابسة، تُصدر كل دولة عضو في المنظمة العالمية للأرصاد الجوية تنبيهات وتحذيرات مختلفة لتغطية الآثار المتوقعة. ^{[ 271 ]} ومع ذلك، هناك بعض الاستثناءات، حيث يتولى المركز الوطني للأعاصير في الولايات المتحدة ودائرة الأرصاد الجوية في فيجي مسؤولية إصدار أو التوصية بتحذيرات للدول الأخرى في منطقة مسؤوليتهما. ^{[ 272 ] [ 273 ] [ 274 ] : 2-4}

يُعدّ تحديد ما إذا كان ينبغي إخلاء منطقة مُعرّضة لخطر الإعصار المداري، ومتى، قرارًا هامًا في الاستعداد الفردي. ^{[ 275 ]} تُمكّن خرائط تتبع الأعاصير المدارية الأفراد من متابعة الأنظمة الجوية الجارية، وتكوين آرائهم الخاصة حول مسار العواصف، وما إذا كانوا بحاجة إلى الاستعداد لها، بما في ذلك إمكانية الإخلاء. ولا تزال الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي والمركز الوطني للأعاصير يشجعان على ذلك . ^{[ 276 ]}

الاستجابة للأعاصير هي الاستجابة للكوارث التي تحدث بعد وقوع إعصار. تشمل الأنشطة التي يقوم بها المستجيبون تقييم المباني وترميمها وهدمها؛ وإزالة الأنقاض والنفايات؛ وإصلاح البنية التحتية البرية والبحرية ؛ وتقديم خدمات الصحة العامة، بما في ذلك عمليات البحث والإنقاذ . ^{[ 277 ]} تتطلب الاستجابة للأعاصير تنسيقًا بين الجهات الفيدرالية والقبلية والولائية والمحلية والخاصة. ^{[ 278 ]} وفقًا للمنظمات التطوعية الوطنية العاملة في مجال الكوارث ، ينبغي على المتطوعين المحتملين للاستجابة الانضمام إلى منظمات قائمة وعدم التطوع بشكل فردي، وذلك لضمان توفير التدريب والدعم المناسبين للتخفيف من مخاطر وضغوط العمل في مجال الاستجابة. ^{[ 279 ]}

Hurricane responders face many hazards. Hurricane responders may be exposed to chemical and biological contaminants including stored chemicals, sewage, human remains, and mold growth encouraged by flooding,^{[280][281][282]} as well as asbestos and lead that may be present in older buildings.^[281][283] Common injuries arise from falls from heights, such as from a ladder or from level surfaces; from electrocution in flooded areas, including from backfeed from portable generators; or from motor vehicle accidents.^{[280][283][284]}Long and irregular shifts may lead to sleep deprivation and fatigue, increasing the risk of injuries, and workers may experience mental stress associated with a traumatic incident. Heat stress is a concern as workers are often exposed to hot and humid temperatures, wear protective clothing and equipment, and have physically difficult tasks.^[280][283]