พายุหมุนเขตร้อน

พายุหมุนเขตร้อนเป็นบริเวณความกดอากาศค่อนข้างต่ำในชั้นโทรโพสเฟียร์ โดยการรบกวนความดันเกิดที่ระดับความสูงใกล้พื้นผิวมากที่สุด ความกดอากาศที่วัดได้จากศูนย์กลางพายุหมุนเขตร้อนเป็นค่าที่ต่ำที่สุดเป็นอันดับต้น ๆ ซึ่งสังเกตได้ ณ ระดับน้ำทะเล^[4] สิ่งแวดล้อมใกล้ศูนย์กลางพายุหมุนเขตร้อนอุ่นกว่าบริเวณโดยรอบในทุกละติจูด ฉะนั้น พายุหมุนเขตร้อนจึงเป็นระบบ "แกนอุ่น"^[5]

สนามลม

สนามลมใกล้พื้นผิวของพายุหมุนเขตร้อนมีลักษณะเป็นอากาศที่หมุนอย่างรวดเร็วรอบศูนย์กลางการไหลเวียนขณะที่ไหลเข้าด้านในอย่างรวดเร็วไปพร้อมกัน ส่วนอากาศที่ขอบด้านนอกของพายุอาจเกือบสงบ ทว่าเนื่องจากการหมุนของโลก อากาศจึงมีโมเมนตัมเชิงมุมสัมบูรณ์ไม่เป็นศูนย์ เมื่ออากาศไหลเข้าด้านในอย่างรวดเร็วจะเริ่มหมุนแบบพายุ (กล่าวคือ ทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือและตามเข็มนาฬิกาในซีกโลกใต้) เพื่ออนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม อากาศที่รัศมีด้านในเริ่มลอยตัวสูงขึ้นสู่ระดับบนสุดของโทรโพสเฟียร์ รัศมีนี้ตรงแบบเกิดพร้อมกับรัศมีด้านในของกำแพงตา และมีลมใกล้พื้นผิวของพายุแรงสุด เรียก รัศมีที่อัตราเร็วลมสูงสุด (radius of maximum wind)^[6] เมื่ออากาศยกตัวสูงขึ้นจะไหลออกห่างจากศูนย์กลางพายุจะเกิดเป็นเมฆซีร์รัส^[7]

กระบวนการดังกล่าวข้างต้นส่งผลให้เกิดสนามลมที่เกือบสมมาตรตามแนวแกน คือ ที่ศูนย์กลางพายุความเร็วลมต่ำ และความเร็วลมจะเพื่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อห่างออกไปถึงรัศมีของความเร็วลมสูงสุด และค่อย ๆ สลายตัวออกไปตามรัศมีที่มีขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม สนามของลมมักแสดงความผันแปรเชิงพื้นที่และเวลาเพิ่มอีกจากผลของกระบวนการเฉพาะถิ่น เช่น กัมมันตภาพพายุฟ้าคะนอง และความไม่เสถียรการไหลแนวนอน ส่วนในแนวตั้ง ลมจะมีความรุนแรงสุดใกล้ผิวและลดลงตามความสูงในชั้นโทรโพสเฟียร์^[8]

ตาและศูนย์กลาง

ณ ศูนย์กลางของพายุหมุนเขตร้อนที่โตเต็มที่ อากาศจะจมลงมิใช่ลอยสูงขึ้น ในพายุที่มีกำลังแรงมากพออากาศอาจจมลงเหนือชั้นที่ลึกพอระงับการเกิดเมฆ ฉะนั้นจึงเกิด "ตา" ที่ปลอดโปร่ง ลมฟ้าอากาศในตาปกติสงบและปลอดเมฆ แม้ทะเลอาจมีคลื่นลมแรงมากได้^[9] ปกติตามีรูปวงกลม และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30–65 กิโลเมตร แต่ตาขนาดเล็กเพียง 3 กิโลเมตร และใหญ่ถึง 370 กิโลเมตรก็เคยพบมาแล้ว^[10][11]

ขอบรอบนอกของตาที่มีเมฆเรียก "กำแพงตา" กำแพงตาตรงแบบขนาดออกด้านนอกและสูงขึ้นคล้ายกับอัฒจันทร์สนามฟุตบอล ปรากฏการณ์นี้บางทีเรียก ปรากฏการณ์อัฒจันทร์^[11] กำแพงตาเป็นที่ที่ความเร็วลมสูงสุดในพายุ อากาศยกตัวเร็วที่สุด และเมฆมีระดับความสูงสูงที่สุด และมีหยาดน้ำฟ้ามากที่สุด ความเสียหายจากลมที่หนักที่สุดเกิด ณ ที่ที่กำแพงตาของพายุหมุนเขตร้อนพัดผ่านแผ่นดิน^[9]

สำหรับตาในพายุที่อ่อนกว่าอาจถูกบดบังด้วยเมฆเต็มท้องฟ้าทึบศูนย์กลาง (central dense overcast) ซึ่งเป็นเมฆซีร์รัสระดับบนที่สัมพันธ์กับบริเวณที่มีกัมมันตภาพฟ้าคะนองรุนแรงที่กระจุกใกล้ศูนย์กลางของพายุเขตร้อน^[12]

กำแพงตาอาจแตกต่างกันตามเวลาในรูปของวัฎจักรการทดแทนกำแพงตา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพายุหมุนเขตร้อนที่รุนแรง แถบนฝนชั้นนอกสามารถจัดเป็นวงแหวนรอบนอกของพายุฟ้าคะนองที่เคลื่อนตัวเข้าอย่างช้าๆ ซึ่งเชื่อว่าแย่งความชื้นและโมเมนตัมเชิงมุมจากกำแพงตาหลัก เมื่อกำแพงตาหลักอ่อนกำลังลง พายุหมุนเขตร้อนจะอ่อนกำลังอย่างชั่วคราว สุดท้ายกำแพงตารอบนอกจะเข้ามาแทนที่กำแพงหลักท้ายวัฎจักร ในเวลานั้นพายุอาจกลับมามีความรุนแรงดังเดิม^[13]

การทวีกำลังแรงขึ้นอย่างรวดเร็ว

ในบางโอกาสพายุหมุนเขตร้อนอาจผ่านกระบวนการเรียก "การทวีกำลังแรงขึ้นอย่างรวดเร็ว" ซึ่งในระยะดังกล่าว ความดันระดับน้ำทะเลต่ำสุดของพายุหมุนเขตร้อนลดลง 42 มิลลิบาร์ในช่วง 24 ชั่วโมง^[14] การเกิดการทวีกำลังแรงขึ้นอย่างรวดเร็วต้องมีหลายเหตุปัจจัยอยู่ก่อน อุณหภูมิน้ำต้องสูงมาก (30 °ซ ขึ้นไป) และน้ำที่อุณหภูมินี้จะต้องมีความลึกเพียงพอให้คลื่นไม่ยกน้ำที่เย็นกว่าสู่ผิว ลมเฉือนจะต้องต่ำ เพราะเมื่อลมเฉือนสูงการพาความร้อนและการไหลเวียนในพายุหมุนจะถูกรบกวน ปกติจะมีแอนตีไซโคลนในโทรโพสเฟียร์ชั้นบนเหนือพายุด้วยเช่นกัน สำหรับให้เกิดความดันผิวที่ต่ำอย่างยิ่ง อากาศจะต้องลอยตัวขึ้นอย่างรวดเร็วในกำแพงตาของพายุ และแอนตีไซโคลนชั้นบนจะช่วยพัดลมนี้ออกจากพายุหมุนอย่างมีประสิทธิภาพ^[15]

ขนาด

มีตัววัดที่ใช้วัดขนาดของพายุหลายตัววัด ตัววัดที่นิยมใช้มากที่สุด ได้แก่ รัศมีที่อัตราเร็วลมสูงสุด รัศมีของความเร็วลม 34 นอต (กล่าวคือ แรงลมพายุ), รัศมีของไอโซบาร์ปิดนอกสุด (radius of outermost closed isobar หรือ ROCI) และรัศมีลมอันตรธาน^[17][18] ตัวชี้วัดอื่น ๆ ได้แก่ รัศมีที่สนามวอร์ทิซิตี (vorticity) สัมพัทธ์ของพายุหมุนลดลงเหลือ 1×10⁻⁵ ต่อวินาที^[19]

พายุหมุนเขตร้อนบนโลกมีขนาดแตกต่างกันได้มากตั้งแต่ 100–2000 กม. เมื่อวัดจากรัศมีลมอันตรธาน พายุหมุนเขตร้อนมีขนาดเฉลี่ยใหญ่สุดในแอ่งมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือและเล็กสุดในแอ่งมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือ^[20] ถ้ารัศมีของไอโซบาร์ปิดนอกสุดน้อยกว่า 2 องศาละติจูด (222 กม.) จะถือว่าเป็นพายุหมุนนั้นมีขนาด "เล็กมาก" หรือ "แคระ", ถ้ารัศมีอยู่ระหว่าง 3-6 องศาละติจูด (333-670 กม.) จะถือว่ามี "ขนาดปานกลาง" และถ้ามีรัศมีมากกว่า 8 องศาละติจูด จะถือว่าเป็นพายุหมุนที่มีขนาด "ใหญ่มาก" (888 กม.)^[16] การสังเกตบ่งชี้ว่า ขนาดมีความแปรผันน้อยกับตัวแปรอย่างความรุนแรงของพายุ (กล่าวคือ ความเร็วลมสูงสุด), รัศมีความเร็วลมสูงสุด, ละติจูด และความรุนแรงศักย์สูงสุด^[18][20]

ขนาดของพายุมีบทบาทสำคัญในการปรับความเสียหายอันเนื่องจากพายุ เมื่อปัจจัยอื่นเท่ากันพายุขนาดใหญ่จะมีผลกระทบเป็นบริเวณกว้างเป็นระยะเวลานานกว่า นอกจากนี้ สนามลมใกล้พื้นผิวขนาดใหญ่กว่าสามารถก่อกำเนิดคลื่นพายุซัดฟังขนาดใหญ่กว่าเนื่องจากมีระยะเหนือผิวน้ำที่ลมพัดผ่าน (fetch) ยาวกว่า มีระยะเวลานานกว่าและระดับน้ำชายฝั่งยกตัว (wave setup) ที่มากกว่า^[21]

การไหลเวียนชั้นบนของพายุเฮอริเคนที่รุนแรงขยายไปสู่ชั้นโทรโพสเฟียร์ได้ ซึ่งมีความสูงขั้นต่ำที่ 15,000-18,000 เมตร (50,000–60,000 ฟุต)^[22]

สนามลมปริภูมิสามมิติในพายุหมุนเขตร้อนแยกได้เป็นสององค์ประกอบ คือ การไหลเวียนปฐมภูมิและการไหลเวียนทุติยภูมิ การไหลเวียนปฐมภูมิเป็นส่วนของการไหลที่หมุนวนซึ่งเป็นรูปวงกลมทั้งหมด ส่วนการไหลเวียนทุติยภูมิเป็นส่วนที่การไหลเวียนที่มีการหมุนเวียนคว่ำลง (เข้า-ขึ้น-ออก-ลง) อยู่ในทิศทางเป็นรัศมีและแนวตั้ง การไหลเวียนปฐมภูมิมีขนาดใหญ่กว่า เป็นส่วนใหญ่ของสนามลมพื้นผิว และเป็นสาเหตุของความเสียหายส่วนใหญ่ที่เกิดจากพายุ ส่วนการไหลเวียนทุติยภูมิช้ากว่าแต่ควบคุมพลังงานศาสตร์ของพายุ

การไหลเวียนทุติยภูมิ: เครื่องจักรความร้อนการ์โนต์

แหล่งพลังงานหลักของพายุหมุนเขตร้อน คือ ความร้อนจากการระเหยของน้ำจากพื้นผิวมหาสมุทรอุ่นที่ได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์ พลังงานศาสตร์ของระบบอาจมองเป็นอุดมคติว่าเป็นเครื่องจักรความร้อนการ์โนต์ของบรรยากาศ^[24] ขั้นแรก อากาศไหลเข้าใกล้พื้นผิวได้รับความร้อนส่วนใหญ่จากการระเหยของน้ำ (กล่าวคือ ความร้อนแฝงจำเพาะ) ที่อุณหภูมิพื้นผิวมหาสมุทรที่อุ่น (ระหว่างการระเหย มหาสมุทรจะเย็นลงส่วนอากาศจะอุ่นขึ้น) ขั้นสอง อากาศอุ่นไหลขึ้นและเย็นลงภายในกำแพงตา ขณะที่การอนุรักษ์ความร้อน (ความร้อนแฝงจำเพาะถูกแปลงเป็นความร้อนสัมผัสระหว่างการควบแน่น) ขั้นสาม อากาศไหลออกและเสียความร้อนผ่านการแผ่รังสีอินฟราเรดสู่ปริภูมิที่อุณหภูมิของโทรโพพอสที่หนาวเย็น ขั้นสุดท้าย อากาศทรุดตัวลงและอุ่นขึ้นที่ขอบนอกของพายุพร้อมกับอนุรักษ์ปริมาณความร้อนรวม ในขั้นแรกและขั้นที่สามมีอุณหภูมิเกือบเสมอ ส่วนขั้นที่สองและสี่เกือบไอเซนโทรปี (isentropic) การไหลแบบหุมนคว่ำเข้า-ขึ้น-ออก-ลงนี้เรียก การไหลเวียนทุติยภูมิ มุมมองแบบการ์โนต์แสดงขอบบนสุดของความเร็วลมสูงสุดที่พายุมีได้

นักวิทยาศาสตร์ประมาณการว่าพายุหมุนเขตร้อนปลดปล่อยพลังงานความร้อนในอัตรา 50 ถึง 200 เอ็กซ์ซาจูล (10¹⁸ จูล) ต่อวัน^[25] เทียบเท่ากับประมาณ 1 เพตะวัตต์ (10¹⁵ วัตต์) อัตราการปล่อยพลังงานนี้เทียบเท่ากับ 70 เท่าของการใช้พลังงานของโลกของมนุษย์และ 200 เท่าของสมรรถนะการผลิตกระแสไฟฟ้าทั่วโลก หรือเทียบได้กับการระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ขนาด 10 เมกะตัน ในทุก ๆ 20 นาที^[25][26]

การไหลเวียนปฐมภูมิ: การไหลเวียนของลม

กระแสการไหลเวียนปฐมภูมิในพายุหมุนเขตร้อนเป็นผลมาจากการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมโดยการไหลเวียนทุติยภูมิ โมเมนตัมเชิงมุมสัมบูรณ์ของการหมุนของดาวเคราะห์ ${\displaystyle M}$ หาค่าได้จาก

${\displaystyle M={\frac {1}{2}}fr^{2}+vr}$

เมื่อ ${\displaystyle f}$ คือค่าตัวแปรเสริมคอริออลิส, ${\displaystyle v}$ คือความเร็วลมอาซิมุท (กล่าวคือ การหมุน) และ ${\displaystyle r}$ คือ รัศมีถึงแกนการหมุน พจน์แรกฝั่งขวามือเป็นส่วนประกอบของโมเมนตัมเชิงมุมของดาวเคราะห์ซึ่งฉายสู่แนวตั้งท้องถิ่น (คือ แกนการหมุน) พจน์ที่สองฝั่งขวามือเป็นโมเมนตัมเชิงมุมสัมพัทธ์ของการไหลเวียนเองเมื่อเทียบกับแกนการหมุน เนื่องจากพจน์โมเมนตัมเชิงมุมของดาวเคราะห์หายไปที่ศูนย์สูตร (ทำให้ ${\displaystyle f=0}$ ) พายุหมุนเขตร้อนจึงแทบไม่ก่อตัวภายใน 5° จากศูนย์สูตร^[2][27]

เมื่ออากาศไหลเข้าในแนวรัศมีด้านในที่ระดับต่ำ อากาศจะเริ่มหมุนแบบพายุหมุนเพื่ออนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม ในทำนองเดียวกัน เมื่ออากาศที่หมุนอย่างรวดเร็วไหลในแนวรัศมีออกด้านนอกใกล้โทรโพพอส การหมุนแบบพายุหมุนของอากาศจะลดลงและสุดท้ายจะเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่รัศมีใหญ่พอ ส่งผลให้เกิดแอนตีไซโคลนที่ระดับสูงกว่า ผลลัพธ์คือโครงสร้างแนวตั้งที่มีลักษณะเป็นพายุหมุนกำลังแรงที่ระดับล่างและแอนตีไซโคลนกำลังแรงใกล้โทรโพพอส จากสมดุลลมความร้อน นี้สอดคล้องกับระบบที่อุ่นกว่าที่ศูนย์กลางเมื่อเทียบกับสิ่งแวดล้อมโดยรอบที่ทุกระดับความสูง (คือ "แกนอุ่น") จากสมดุลอุทกสถิต แกนอุ่นแปลงสภาพเป็นความดันที่ต่ำกว่าที่ศูนย์กลางที่ทุกระดับความสูง โดยความดันสูงสุดลดลงเมื่ออยู่ที่พื้นผิว^[8]

ความรุนแรงศักยะสูงสุด

การไหลเข้าอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมเพียงบางส่วนเนื่องจากความเสียดทานพื้นผิว ฉะนั้นผิวทะเลที่ขอบเขตด้านล่างจึงเป็นทั้งบ่อเกิดและแหล่งปลายทางของพลังงานสำหรับระบบ ข้อเท็จจริงนี้นำไปสู่ทฤษฎีขอบเขตบนความเร็วลมแรงสุดที่พายุหมุนเขตร้อนสามารถมีได้ เนื่องจากการระเหยเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเทียบกับความเร็วลม (แบบเดียวกับที่การปีนขึ้นจากสระรู้สึกเย็นกว่าในวันที่มีลมแรง) มีผลป้อนกลับทางบวกต่อการป้อนพลังงานเข้าสู่ระบบ เรียก ผลป้อนกลับการแลกเปลี่ยนความร้อนผิวที่ลมเหนี่ยวนำ (Wind-Induced Surface Heat Exchange หรือ WISHE) ผลป้อนกลับนี้เป็นสิ่งชดเชยเมื่อการสลายตัวจากการเสียดทานซึ่งเพิ่มขึ้นด้วยกำลังสามของความเร็วลมมีขนาดใหญ่พอ ขอบเขตบนนี้เรียก "ความรุนแรงศักยะสูงสุด" คือ ${\displaystyle v_{p}}$ ตามสมการ

${\displaystyle v_{p}^{2}={\frac {C_{k}}{C_{d}}}{\frac {T_{s}-T_{o}}{T_{o}}}\Delta k}$

เมื่อ ${\displaystyle T_{s}}$ คือ อุณหภูมิพื้นผิวทะเล, ${\displaystyle T_{o}}$ คือ อุณหภูมิของกระแสอากาศขาออก (เคลวิน), ${\displaystyle \Delta k}$ คือ ความแตกต่างของเอนทัลปีระหว่างพื้นผิวและอากาศที่อยู่เหนือพื้นผิว (จูล/กิโลกรัม), และ ${\displaystyle C_{k}}$ และ ${\displaystyle C_{d}}$ คือ สัมประสิทธิ์การแลกเปลี่ยนพื้นผิว (ไร้มิติ) ของเอนทัลปีและโมเมนตัมตามลำดับ^[28] ค่าความแตกต่างของเอนทัลปีพื้นผิว-อากาศหาได้จาก ${\displaystyle \Delta k=k_{s}^{*}-k}$ เมื่อ ${\displaystyle k_{s}^{*}}$ คือ เอนทัลปีความอิ่มตัวของอากาศที่อุณหภูมิพื้นผิวน้ำทะเลและความกดอากาศระดับน้ำทะเล และ ${\displaystyle k}$ คือ เอนทัลปีของอากาศชั้นขอบที่อยู่เหนือพื้นผิว

ความรุนแรงศักยะสูงสุดส่วนใหญ่เป็นฟังก์ชันของสิ่งแวดล้อมพื้นหลังอย่างเดียว (คือ ไม่มีพายุหมุนเขตร้อน) ฉะนั้นปริมาณนี้สามารถใช้ตัดสินว่าบริเวณใดของโลกสามารถรองรับพายุหมุนเขตร้อนที่กำลังมากหรือน้อยได้ และภูมิภาคเหล่านี้อาจมีความเปลี่ยนแปลงได้ตามเวลา^[29][30] โดยเจาะจงความรุนแรงศักยะสูงสุดมีสามองค์ประกอบ แต่ความแปรผันในปริภูมิและเวลาเกิดจากความผันแปรขององค์ประกอบผลต่างของเอนทัลปีพื้นผิว-อากาศ (${\displaystyle \Delta k}$ )

การแปลง

อาจมองพายุหมุนเขตร้อนว่าเป็นเครื่องจักรความร้อนที่แปลงพลังงานความร้อนรับเข้าจากพื้นผิวให้เป็นพลังงานกลที่สามารถใช้ทำงานกลต่อแรงเสียดทานพื้นผิว ที่สมดุล อัตราการผลิตพลังงานสุทธิในระบบต้องเท่ากับอัตราการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการสลายจากแรงเสียดทานที่พื้นผิว คือ

${\displaystyle W}$ _เข้า ${\displaystyle =W}$ _ออก

อัตราการสูญเสียพลังงานต่อหน่วยพื้นที่ผิวจากแรงเสียดทานพื้นผิว ${\displaystyle W}$ _ออก หาได้จาก

${\displaystyle W}$ _ออก ${\displaystyle =C_{d}\rho |\mathbf {u} |^{3}}$

เมื่อ ${\displaystyle \rho }$ คือ ความหนาแน่นของอากาศใกล้พื้นผิว (กก./ม.³) และ ${\displaystyle |\mathbf {u} |}$ คือ ความเร็วของลมใกล้พื้นผิว (ม./วินาที)

อัตราการผลิตพลังงานต่อหน่วยพื้นที่ผิว ${\displaystyle W}$ _เข้า หาได้จาก

${\displaystyle W}$ _เข้า ${\displaystyle =\epsilon Q}$ _เข้า

เมื่อ ${\displaystyle \epsilon }$ คือ ค่าประสิทธิภาพของเครื่องจักรความร้อน และ ${\displaystyle Q}$ _เข้า คือ อัตรารวมของความร้อนรับเข้าระบบต่อหน่วยพื้นที่ผิว อาจถือให้พายุหมุนเขตร้อนเป็นเครื่องจักรความร้อนการ์โนต์ในอุดมคติ ซึ่งค่าประสิทธิภาพของเครื่องจักรความร้อนการ์โนต์ หาได้จาก

${\displaystyle \epsilon ={\frac {T_{s}-T_{o}}{T_{s}}}}$

และความร้อน (เอนทัลปี) ต่อหน่วยมวลหาได้จาก

${\displaystyle k=C_{p}T+L_{v}q}$

เมื่อ ${\displaystyle C_{p}}$ คือ ค่าความจุความร้อนของอากาศ, ${\displaystyle T}$ คือ อุณหภูมิของอากาศ, ${\displaystyle L_{v}}$ คือ ค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ และ ${\displaystyle q}$ คือ ความเข้มข้นของไอน้ำ โดยองค์ประกอบแรกนั้นสอดคล้องกับความร้อนสัมผัส และองค์ประกอบที่สองนั้นสอดคล้องกับความร้อนแฝง

มีแหล่งรับความร้อนเข้าสองแหล่ง แหล่งหลักมาจากการรับความร้อนที่พื้นผิวซึ่งมาจากการระเหยเสียส่วนใหญ่ สมการอากาศพลศาสตร์ขนาดใหญ่สำหรับอัตรารับเข้าความร้อนต่อหน่วยพื้นที่ ณ พื้นผิว ${\displaystyle Q_{in:k}}$ หาได้จาก

${\displaystyle Q_{in:k}=C_{k}\rho |\mathbf {u} |\Delta k}$

เมื่อ ${\displaystyle \Delta k=k_{s}^{*}-k}$ เป็นผลต่างของเอนทัลปีระหว่างพื้นผิวมหาสมุทรและอากาศเหนือพื้นผิว แหล่งที่สองเป็นความร้อนสัมผัสภายในที่เกิดจากการสลายความเสียดทาน (เท่ากับ ${\displaystyle W}$ _ออก) ซึ่งเกิดขึ้นใกล้ผิวน้ำภายในพายุหมุนเขตร้อน และถูกนำกลับมาแปรใช้ใหม่ในระบบ

${\displaystyle Q_{in:friction}=C_{d}\rho |\mathbf {u} |^{3}}$

ดังนั้น อัตรารวมของการผลิตพลังงานสุทธิต่อหน่วยพื้นที่ผิวหาได้จาก

${\displaystyle W}$ _เข้า ${\displaystyle ={\frac {T_{s}-T_{o}}{T_{s}}}\left(C_{k}\rho |\mathbf {u} |\Delta k+C_{d}\rho |\mathbf {u} |^{3}\right)}$

โดยตั้ง ${\displaystyle W}$ _เข้า ${\displaystyle =W}$ _ออก และถือว่า ${\displaystyle |\mathbf {u} |\approx v}$ (กล่าวคือ ความเร็วลมหมุนเวียนเป็นหลัก) นำไปสู่ผลเฉลยสำหรับ ${\displaystyle v_{p}}$ ดังกล่าวข้างต้น การแปลงนี้สันนิษฐานว่าการรับเข้าพลังงานและการสูญเสียรวมภายในระบบสามารถประมาณค่าได้จากค่าของการรับเข้าและสูญเสียพลังงานรวมที่รัศมีความเร็วลมสูงสุด การแทรกพจน์ ${\displaystyle Q_{in:friction}}$ มีเพื่อคูณอัตรารวมความร้อนรับเข้าด้วยผลหาร ${\displaystyle {\frac {T_{s}}{T_{o}}}}$ ในทางคณิตศาสตร์ นี่มีผลของการแทนค่า ${\displaystyle T_{s}}$ ด้วย ${\displaystyle T_{o}}$ ในตัวส่วนของประสิทธิภาพการ์โนต์

คำนิยามอีกอย่างหนึ่งสำหรับความรุนแรงศักยะสูงสุด ซึ่งในทางคณิตศาสตร์จะเทียบเท่ากับสูตรข้างต้น คือ

${\displaystyle v_{p}={\sqrt {{\frac {T_{s}}{T_{o}}}{\frac {C_{k}}{C_{d}}}(CAPE_{s}^{*}-CAPE_{b})|_{m}}}}$

เมื่อ CAPE คือ พลังงานศักย์ใช้ได้การพา (Convective Available Potential Energy) และ ${\displaystyle CAPE_{s}^{*}}$ คือ CAPE ของพัสดุอากาศ (air parcel) ที่ยกจากความอิ่มตัวที่ระดับน้ำทะเลเมื่อเทียบกับการตรวจวัด (sounding) สิ่งแวดล้อม และ ${\displaystyle CAPE_{b}}$ คือ CAPE ของอากาศชั้นขอบ และจะมีการคำนวณทั้งสองคุณสมบัติที่รัศมีของความเร็วลมสูงสุด^[31]

ค่าลักษณะเฉพาะและการผันแปรบนโลก

อุณหภูมิลักษณะเฉพาะบนโลกสำหรับ ${\displaystyle T_{s}}$ คือ 300 เคลวิน และสำหรับ ${\displaystyle T_{o}}$ คือ 200 เคลวิน สอดคล้องกับค่าประสิทธิภาพการ์โนต์ ${\displaystyle \epsilon =1/3}$ อัตราส่วนของสัมประสิทธิ์การแลกเปลี่ยนที่พื้นผิว ${\displaystyle C_{k}/C_{d}}$ ตรงแบบคิดเป็น 1 อย่างไรก็ตาม การสังเกตเสนอว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงต้าน ${\displaystyle C_{d}}$ แปรผันตามความเร็วลมและอาจลดลงที่ความเร็วลมสูง ๆ ในชั้นขอบของพายุหมุนเขตร้อนที่มีขนาดเต็มที่^[32] นอกจากนี้ ${\displaystyle C_{k}}$ อาจแตกต่างกันที่ความเร็วลมสูงเป็นผลมาจากซีสเปรย์ (sea spray) หรืออนุภาคละอองที่เกิดจากมหาสมุทร ต่อการกลายระเหยในชั้นขอบ^[33]

ค่าลักษณะเฉพาะของความรุนแรงศักยะสูงสุด ${\displaystyle v_{p}}$ คือ 80 เมตรต่อวินาที (290 กม./ชม.) อย่างไรก็ตาม ปริมาณนี้แปรผันอย่างมีนัยสำคัญตามปริภูมิและเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแต่ละวัฎจักรฤดูกาล ซึ่งมีได้ตั้งแต่ 0 ถึง 100 เมตรต่อวินาที (360 กม./ชม.)^[31] ความแปรปรวนนี้มีสาเหตุหลักมาจากความแปรปรวนในภาวะขาดสมดุลเอนทัลปีพื้นผิว (${\displaystyle \Delta k}$ ) เช่นเดียวกับโครงสร้างทางอุณหพลศาสตร์ของโทรโพสเฟียร์ซึ่งถูกควบคุมโดยพลวัตขนาดใหญ่ของสภาพภูมิอากาศเขตร้อน กระบวนการเหล่านี้ถูกปรับด้วยปัจจัยต่าง ๆ ได้แก่ อุณหภูมิพื้นผิวน้ำทะเล (และพลวัตมหาสมุทรพื้นเดิม), ความเร็วลมใกล้พื้นผิวที่พื้นหลัง, และโครงสร้างแนวตั้งของการแผ่รังสีความร้อนในบรรยากาศ^[34] สภาพของการปรับนี้มีความซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อสเกลเวลาสภาพภูมิอากาศที่ผ่านมา (หลักหลายทศวรรษหรือมากกว่านั้น) ในช่วงเวลาสั้นกว่านั้น ความแปรปรวนของความรุนแรงศักยะสูงสุดปกติเชื่อมโยงกับการเลี่ยนแปลงของอุณหภูมิผิวน้ำทะเลจากค่าเฉลี่ยเขตร้อน โดยภูมิภาคที่มีน้ำค่อนข้างอุ่นมีสถานะอุณหพลศาสตร์ที่สามารถคงไว้ซึ่งพายุหมุนเขตร้อนมากกว่าภูมิภาคที่มีน้ำค่อนข้างเย็นมากกว่ามาก^[35] ทว่า ความสัมพันธ์นี้เป็นความสัมพันธ์โดยอ้อมผ่านทางพลวัตขนาดใหญ่ของเขตร้อน เมื่อเทียบกันแล้วอุณหภูมิผิวน้ำทะเลสัมบูรณ์มีอิทธิพลโดยตรงอ่อนต่อ ${\displaystyle v_{p}}$

อันตรกิริยากับมหาสมุทรชั้นบน

การเคลื่อนผ่านของพายุหมุนเขตร้อนเหนือมหาสมุทรทำให้มหาสมุทรชั้นบน ๆ เย็นขึ้นอย่างมากซึ่งมีอิทธิพลต่อการพัฒนาของพายุหมุนเขตร้อนในภายหลังได้ การระบายความร้อนนี้มีสาเหตุหลักจากการผสมน้ำเย็นจากลมผสมน้ำเย็นจากมหาสมุทรชั้นลึดกับน้ำผิวทะเลที่อุ่น ผลนี้ทำให้เกิดกระบวนการป้อนกลับเชิงลบซึ่งสามารถยับยั้งการก่อตัวในอนาคตหรือนำไปสู่การอ่อนกำลังลง การเย็นลงเพิ่มเติมอาจมาในรูปของน้ำเย็นจากฝนตก (เพราะบรรยากาศที่ระดับสูงมีความเย็นกว่า) เมฆปกคลุมอาจมีส่วนในการลดอุณหภูมิของมหาสมุทรจากการบังผิวมหาสมุทรจากแสงอาทิตย์โดยตรงก่อนและช่วงสั้น ๆ หลังพายุพัดผ่าน ผลเหล่านี้ทั้งหมดอาจรวมกันทำให้อุณหภูมิผิวน้ำทะเลลดลงอย่างรวดเร็วเป็นบริเวณกว้างภายในไม่กี่วัน^[36] ในทางกลับกัน การผสมน้ำทะเลสามารภทำให้มีการเพิ่มความร้อนในน้ำชั้นลึกและอาจมีผลต่อสภาพภูมิอากาศโลก^[37]

มีศูนย์อุตุนิยมวิทยาชำนัญพิเศษประจำภูมิภาคหกศูนย์ทั่วโลก องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกเป็นผู้กำหนดองค์การเหล่านี้และรับผิดชอบต่อการติดตามและการออกข่าวประกาศ คำเตือน และข้อแนะนำเกี่ยวกับพายุหมุนเขตร้อนในพื้นที่รับผิดชอบที่ได้รับมอบหมาย นอกจากนี้ ศูนย์เตือนไต้ฝุ่นเขตร้อนอีกหกแห่งเป็นผู้ให้สารสนเทศแก่ภูมิภาคระดับเล็กกว่า^[44]

องค์การที่ทำหน้าที่ให้สารสนเทศเกี่ยวกับพายุหมุนเขตร้อนแก่สาธารณะนอกจากศูนย์อุตุนิยมวิทยาชำนัญพิเศษประจำภูมิภาคและศูนย์เตือนพายุหมุนเขตร้อนแล้วยังมีศูนย์เตือนไต้ฝุ่นร่วมที่ออกข้อแนะนำในทุกแอ่งยกเว้นแอ่งแอตแลนติกเหนือเพื่อจุดประสงค์ของรัฐบาลสหรัฐ^[45] องค์การบริหารบรรยากาศ ธรณีฟิสิกส์ และดาราศาสตร์แห่งฟิลิปปินส์ออกคำแนะนำและใช้ชื่อพายุหมุนเขตร้อนที่เคลื่อนเข้าใกล้ประเทศฟิลิปปินส์ภายในแอ่งแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือเพื่อปกป้องชีวิตและทรัพย์สินของพลเมือง^[46] ศูนย์เฮอริเคนแคนาดาออกคำแนะนำสำหรับพายุเฮอริเคนหรือเศษที่เหลือของพายุสำหรับพลเมืองแคนาดาเมื่อพายุนั้นมีผลกระทบต่อประเทศแคนาดา^[47]

วันที่ 26 มีนาคม 2004 เฮอริเคนคาตารินาเป็นพายุหมุนในมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ลูกแรกเท่าที่มีบันทึก โดยพัดเข้าภาคใต้ของประเทศบราซิลด้วยลมเทียบเท่าระดับ 2 ตามมาตราเฮอริเคนแซฟเฟอร์–ซิมป์สัน เนื่องจากเป็นพายุที่ก่อตัวนอกอำนาจของศูนย์เตือนภัยอื่น ทีแรกนักอุตุนิยมวิทยาชาวบราซิลจึงถือว่าระบบนี้เป็นพายุหมุนนอกเขตร้อน แต่ภายหลังจัดเป็นพายุหมุนเขตร้อน^[48]

กัมมันตภาพของพายุหมุนเขตร้อนทั่วโลกมีจุดสูงสุดในช่วงปลายฤดูร้อน เมื่อผลต่างระหว่างอุณหภูมิของอากาศด้านบนและอุณหภูมิพื้นผิวน้ำทะเลสูงสุด อย่างไรก็ดี แต่ละแอ่งจะมีแบบรูปตามฤดูกาลของมันเอง ในมาตราส่วนระดับโลก เดือนพฤษภาคมเป็นเดือนที่มีกัมมันตภาพน้อยที่สุด ในขณะที่เดือนกันยายนเป็นเดือนที่มีกัมมันตภาพสูงที่สุด และเดือนพฤศจิกายนเป็นเดือนเดียวที่แอ่งพายุหมุนเขตร้อนทุกแอ่งมีกัมมันตภาพพร้อมกัน^[49]

เวลา

ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ฤดูพายุหมุนเขตร้อนหนึ่งกินเวลาตั้งแต่วันที่ 1 มิถุนายนถึง 30 พฤศจิกายน และมีกัมมันตภาพสูงสุดตั้งแต่ปลายเดือนสิงหาคมและตลอดเดือนกันยายน^[49] จุดสูงสุดทางสถิติของฤดูกาลเฮอริเคนแอตแลนติกตรงกับวันที่ 10 กันยายน ทางตะวันออกเฉียงเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิกมีช่วงเวลากัมมันตภาพกว้างกว่า แต่ยังอยู่ในกรอบเวลาใกล้เคียงกับฤดูกาลของมหาสมุทรแอตแลนติก^[50] สำหรับมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือพบพายุหมุนเขตร้อนตลอดปี โดยมีน้อยที่สุดในเดือนกุมภาพันธ์และมีนาคม และสูงสุดในต้นเดือนกันยายน ในแอ่งมหาสมุทรอินเดียเหนือพบพายุในช่วงเดือนเมษายนถึงเดือนธันวาคมบ่อยครั้งที่สุด และมีช่วงสูงที่สุดในเดือนพฤษภาคมและเดือนพฤศจิกายน^[49] ในซีกโลกใต้ ฤดูพายุหมุนเริ่มในวันที่ 1 กรกฎาคมและกินเวลาตลอดปีโดยครอบคลุมฤดูกาลพายุหมุนเขตร้อนซึ่งมีตั้งแต่วันที่ 1 พฤศจิกายนจนถึงสิ้นเดือนเมษายน โดยมีช่วงเกิดพายุมากที่สุดในกลางเดือนกุมภาพันธ์ถึงต้นเดือนมีนาคม^[49][51]

ปัจจัย

การก่อตัวของพายุหมุนเขตร้อนเป็นหัวข้อการวิจัยกว้างขวางยังดำเนินอยู่ และยังไม่เป็นที่เข้าใจทั้งหมด^[56] แม้ดูเหมือนว่ามีหกปัจจัยที่ดูเหมือนมีความจำเป็นต่อการก่อตัวของพายหมุนเขตร้อนโดยทั่วไป แต่บางทีพายุก็ก่อตัวขึ้นโดยไม่ครบตามภาวะดังกล่าวทั้งหมด อุณหภูมิน้ำทะเลจะเท่ากับหรือสูงกว่า 26.5 °ซ และอุณหภูมิดังกล่าวต้องถึงระดับลึกจากผิวน้ำไม่น้อยกว่า 50 เมตรในสถานการณ์ส่วนใหญ่^[57] น้ำที่อุณหภูมินี้จะทำให้เกิดความไม่เสถียรในบรรยากาศที่อยู่เหนือผิวน้ำพอคงไว้ซึ่งการพาความร้อนและพายุฟ้าคะนอง^[58] สำหรับพายุเปลี่ยนผ่านเขตร้อน (เช่น เฮอริเคนโอฟีเลีย ปี 2017) มีการเสนอว่าอุณหภูมิน้ำไม่ต่ำกว่า 22.5 °ซ^[59]

อีกปัจจัยหนึ่งคือการเย็นตัวอย่างรวดเร็วตามความสูงซึ่งทำให้เกิดการปลดปล่อยความร้อนการควบแน่นซึ่งเป็นแหล่งพลังของพายุหมุนเขตร้อน^[57] ความชื้นสูงเป็นอีกปัจจัยหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ระดับต่ำถึงปานกลาง เมื่อมีความชื้นสูงในบรรยากาศภาวะจะเอื้อต่อการเกิดการแปรปรวนมากกว่า^[57] ปริมาณลมเฉือนน้อยเป็นปัจจัยที่จำเป็นเพราะลมเฉือนแรงเป็นการรบกวนการไหลเวียนของพายุ^[57] พายุหมุนเขตร้อนโดยทั่วไปก่อตัวห่างจากเส้นศูนย์สูตรมากกว่า 555 กม. หรือ 5 องศาละติจูด ซึ่งทำให้แรงคอริออลิสเบนลมที่พัดเข้าสู่ศูนย์กลางความกดอากาศต่ำและก่อให้เกิดการไหลเวียน^[57] ข้อสุดท้าย พายุหมุนเขตร้อนที่ก่อตัวจำเป็นต้องมีระบบลมฟ้าอากาศที่ถูกรบกวนอยู่ก่อนแล้ว พายุหมุนเขตร้อนจไม่ก่อตัวหากไม่มีปัจจัยเหล่านี้^[57] ละติจูดต่ำและลมตะวันตกเฉียบพลันระดับต่ำที่สัมพันธ์กับการผันผวนแมดเดน–จูเลียนสามารถสร้างภาวะที่เอื้อต่อการเกิดพายุหมุนเขตร้อนโดยเป็นการเริ่มความแปรปรวนในเขตร้อน^[60]

สถานที่

พายุหมุนเขตร้อนส่วนใหญ่ก่อตัวในแถบกัมมันตภาพพายุฟ้าคะนองทั่วโลกใกล้เส้นศูนย์สูตร เรียก แนวปะทะในเขตร้อน (Intertropical Front) ร่องความกดอากาศต่ำ (Intertropical Convergence Zone) หรือร่องมรสุม^[61][62][63] แหล่งที่มาของการขาดเสถียรภาพในบรรรยากาศที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งพบในคลื่นทะเลเขตร้อน ซึ่งส่งผลให้เกิดการพัฒนาเป็นพายุหมุนเขตร้อนกำลังแรงประมาณร้อยละ 85 ในมหาสมุทรแอตแลนติก และพายุหมุนเขตร้อนส่วนใหญ่ในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออก^[64][65][66] พายุส่วนมากก่อตัวระหว่างละติจูด 10 ถึง 30 องศาจากเส้นศูนย์สูตร^[67] และร้อยละ 87 ไม่เกิน 20 องศาเหนือหรือใต้^[68][69] สาเหตุที่พายุหมุนเขตร้อนแทบไม่ก่อตัวหรือเคลื่อนตัวภายใน 5 องศาจากเส้นศูนย์สูตรนั้นเนื่องจากแรงคอริออลิสทำให้เกิดการเริ่มต้นและคงรักษาการหมุนของพายุ ซึ่งเส้นศูนย์สูตรมีกำลังของแรงดังกล่าวอ่อนที่สุด^[68] ทว่า ก็มีโอกาสที่ระบบพายุหมุนเขตร้อนก่อตัวภายในขอบเขตนี้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น พายุหมุนเขตร้อนฮวาเหม่ย์และพายุไซโคลนอัคนีในปี 2001 และ 2004 ตามลำดับ^[70][71]

การเคลื่อนตัวของพายุหมุนเขตร้อนตรงแบบประมาณว่าเป็นผลรวมของสองพจน์ ได้แก่ "การชี้ทาง" (steering) โดยลมแวดล้อมพื้นหลัง และ "การเลื่อนบีตา" (beta drift)^[72]

การชี้ทางแวดล้อม

การชี้ทางแวดล้อมเป็นพจน์หลัก แนวคิดคือการชี้ทางแทนการเคลื่อนที่ของพายุเนื่องจากลมที่มีมากที่สุดและภาวะแวดล้อมอย่างกว้างอื่น ๆ คล้ายกับ "ใบไม้ที่ถูกพาไปตามกระแสธาร"^[73] ในทางกายภาพ ลมหรือสนามการไหลในบริเวณใกล้เคียงพายุหมุนเขตร้อนอาจถือว่ามีสองส่วน คือ กระแสที่สัมพันธ์กับพายุเอง และการไหลสิ่งแวดล้อมพื้นหลังขนาดใหญ่ซึ่งพายุเกิดขึ้น ในทำนองนี้ การเคลื่อนที่ของพายุหมุนเขตร้อนอาจแทนลำดับแรกง่าย ๆ เป็นการเคลื่อนที่แนวนอนของพายุจากการไหลของสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น การไหลของสิ่งแวดล้อมนี้มีศัพท์ว่า "การไหลชี้ทาง" (steering flow)

ในวิชาภูมิอากาศวิทยา พายุหมุนเขตร้อนถูกนำพาไปทางทิศตะวันตกส่วนใหญ่จากลมค้าที่พัดจากตะวันออกสู่ตะวันตกที่อยู่ฝั่งเส้นศูนย์สูตรของขอบกึ่งเขตร้อน ซึ่งเป็นบริเวณความกดอากาศสูงต่อเนื่องเหนือมหาสมุทรกึ่งเขตร้อนของโลก^[73] ในมหาสมุทรเขตร้อนแอตแลนติกเหนือและแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือ ลมค้าชี้ทางคลื่นตะวันออกเขตร้อนไปทางตะวันตกจากชายฝั่งแอฟริกาสู่ทะเลแคริบเบียน ทวีปอเมริกาเหนือและสุดท้ายสู่มหาสมุทรแปซิฟิกกลางก่อนคลื่นสลายไป^[65] คลื่นตะวันออกเขตร้อนเป็นเหตุตั้งต้นของพายุหมุนเขตร้อนหลายลูกในบริเวณนี้^[64] ในทางตรงข้าม ในมหาสมุทรอินเดียและแปซิฟิกตะวันตกทั้งในซีกโลกเหนือและใต้ การเกิดพายุหมุนเขตร้อนได้รับอิทธิพลจากคลื่นตะวันออกเขตร้อนน้อยกว่า แต่ได้รับอิทธิพลจากการเคลื่อนที่ตามฤดูกาลของร่องความกดอากาศต่ำและร่องมรสุมมากกว่า^[74] นอกจากนี้ การเคลื่อนที่ของพายุหมุนเขตร้อนยังได้รับอิทธิพลจากระบบลมฟ้าอากาศชั่วครู่ได้ เช่น พายุหมุนนอกเขตร้อน

การเลื่อนบีตา

นอกเหนือจากการชี้ทางแวดล้อม พายุหมุนเขตร้อนยังมีแนวโน้มเลื่อนอย่างช้า ๆ ไปทางขั้วและทางทิศตะวันตก เป็นการเคลื่อนที่ที่เรียก "การเลื่อนบีตา" การเคลื่อนที่ดังนี้เกิดจากการซ้อนทับของกระแสวน เช่น พายุหมุนเขตร้อน กับสิ่งแวดล้อมซึ่งแรงคอริออลิสแปรผันตามละติจูด เช่น บนทรงกลมหรือระนาบบีตา การเคลื่อนที่นี้ถูกพายุเองชักนำโดยอ้อม คือเป็นผลของการป้อนกลับระหว่างการไหลแบบพายุหมุนของพายุและสิ่งแวดล้อม

ในทางกายภาพ การไหลเวียนแบบพายุหมุนของพายุทำให้พัดอากาศในแนวนอนซึ่งลมแวดล้อมไปทางขั้วทางตะวันออกของศูนย์กลางและไปทางเส้นศูนย์สูตรทางตะวันตกของศูนย์กลาง เนื่องจากอากาศต้องอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม โครงแบบการไหลนี้จึงชักนำวงกลมไซโคลนไปทางเส้นศูนย์สูตรและทางตะวันตกของศูนย์กลางพายุ และวงกลมแอนตีไซโคลนไปทางขั้วและทางตะวันออกของศูนย์กลางพายุ การไหลของวงกลมสองวงรวมกันทำให้มีการเคลื่อนในแนวนอนของพายุอย่างช้า ๆ ไปทางขั้วและทางทิศตะวันตก ผลนี้เกิดขึ้นแม้มีการไหลแวดล้อมเป็นศูนย์

อันตรกิริยาของพายุหลายลูก

องค์ประกอบที่สามของการเคลื่อนที่ซึ่งเกิดค่อนข้างน้อยได้แก่อันตรกิริยาของพายุหมุนเขตร้อนหลายลูก เมื่อพายุหมุนสองลูกเข้าใกล้กัน ศูนย์กลางของพายุทั้งสองจะเริ่มโคจรแบบพายุหมุนรอบจุดหนึ่งระหว่างสองระบบ กระแสวนทั้งสองนี้อาจโคจรรอบกันและกันหรืออาจเวียนก้นหอยเข้าสู่จุดศูนย์กลางและรวมเป็นพายุลูกเดียวก็ได้ขึ้นอยู่กับระยะห่างการแยกและกำลัง เมื่อกระแสวนสองกระแสมีขนาดไม่เท่ากัน กระแสวนขนาดใหญ่กว่ามักชนะอันตรกิริยานี้ และกระแสวนขนาดเล็กกว่าจะโคจรรอบกระแสวนขนาดใหญ่กว่า ปรากฏการณ์นี้เรียก ปรากฏการณ์ฟุจิวะระ ซึ่งได้ชื่อตามซะคุเฮย์ ฟุจิวะระ^[75]

อันตรกิริยากับลมตะวันตกละติจูดกลาง

แม้ตรงแบบพายุหมุนเขตร้อนเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปตะวันตกในเขตร้อน แต่เส้นทางของพายุอาจเลื่อนไปทางขั้วและทางทิศตะวันออกได้เมื่อพายุเคลื่อนผ่านแกนขอบกึ่งเขตร้อน หรือมีอันตรกิริยากับการไหลละติจูดกลาง เช่น ลมกรดหรือพายุหมุนนอกเขตร้อน การเคลื่อนที่นี้ที่เรียก "การเลี้ยวกลับ" (recurvature) มักเกิดใกล้กับขอบตะวันตกของแอ่งมหาสมุทรขนาดใหญ่ อันเป็นที่ซึ่งลมกรดตรงแบบมีองค์ประกอบพัดไปทางขั้วและพบพายุหมุนนอกเขตร้อนได้บ่อย^[76] ตัวอย่างการเลี้ยวกลับของพายุหมุนเขตร้อนได้แก่ พายุไต้ฝุ่นอีโอเกในปี 2006^[77]

การขึ้นฝั่ง

การขึ้นฝั่งของพายุหมุนเขตร้อนเกิดเมื่อศูนย์กลางพื้นผิวของพายุเคลื่อนเหนือแนวชายฝั่ง^[6] บุคคลอาจประสบสภาพพายุบนฝั่งและในแผ่นดินหลายชั่วโมงก่อนพายุขึ้นฝั่ง อันที่จริง พายุหมุนเขตร้อนสามารถปล่อยลมกำลังแรงสุดเหนือพื้นดินโดยที่ยังไม่ทันขึ้นฝั่งก็ได้^[6] NOAA ใช้คำว่า "พัดถล่มโดยตรง" เพื่ออธิบายเมื่อสถานที่หนึ่ง ๆ (ฝั่งซ้ายของตา) ตกอยู่ในรัศมีลมเร็วที่สุด (หรือสองเท่าของรัศมีนั้นหากอยู่ฝั่งขวามือ) ไม่ว่าตาของเฮอริเคนขึ้นฝั่งหรือไม่^[6]

ความเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากเอลนีโญ–ความผันแปรของระบบอากาศในซีกโลกใต้

พายุหมุนเขตร้อนส่วนใหญ่ก่อตัวทางด้านข้างขอบกึ่งเขตร้อนใกล้เส้นศูนย์สูตร แล้วเคลื่อนตัวไปทางขั้วผ่านแกนขอบนั้นก่อนวกกลับเข้าสู่เข็มขัดหลักของลมตะวันตก^[78] เมื่อตำแหน่งของขอบกึ่งเขตร้อนมีการเลื่อนเนื่องจากเอลนีโญ เส้นทางของพายุหมุนเขตร้อนเป็นประจำจะเลื่อนตามไปด้วย พื้นที่ทางทิศตะวันตกของประเทศญี่ปุ่นและเกาหลีมักได้รับผลกระทบจากพายุหมุนเขตร้อนช่วงเดือนกันยายนถึงพฤศจิกายนน้อยกว่ามากระหว่างเอลนีโญและช่วงปีปกติ ระหว่างปีเอลนีโญ จุดแตกหักในขอบกึ่งเขตร้อนมักอยู่ใกล้ 130°ต.อ. ซึ่งเอื้อต่อกลุ่มเกาะญี่ปุ่น^[79] นอกจากนี้ เกาะกวมมีโอกาสได้รับผลกระทบจากพายุหมุนเขตร้อนเพิ่มขึ้นหนึ่งในสามเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยระยะยาว^[80] มหาสมุทรแอตแลนติกเขตร้อนมีกัมมันตภาพลดลงเนื่องจากลมเฉือนแนวตั้งเพิ่มขึ้นทั่วบริเวณระหว่างปีที่เกิดเอลนีโญ^[81] ระหว่างปีลานีญา การก่อตัวของพายุหมุนเขตร้อน ตลอดจนตำแหน่งของขอบกึ่งเขตร้อน เลื่อนไปทางทิศตะวันตกผ่านมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกซึ่งเพิ่มความเสี่ยงพายุขึ้นฝั่งในประเทศจีนและพายุในประเทศฟิลิปปินส์มีความรุนแรงสูงขึ้นมาก^[79]

ปัจจัย

พายุหมุนเขตร้อนสามารถยุติการมีคุณลักษณะเขตร้อนได้หลายทาง ทางหนึ่งคือหากพายุเคลื่อนผ่านแผ่นดินซึ่งทำให้พายุขาดน้ำอุ่นซึ่งจำเป็นต้องใช้เพื่อรักษาพลังงาน จึงอ่อนกำลังอย่างรวดเร็ว^[82] พายุกำลังแรงส่วนใหญ่เสียกำลังอย่างรวดเร็วมากหลังขึ้นฝั่งและกลายเป็นหย่อมความกดอากาศต่ำที่ไม่เป็นระเบียบภายในหนึ่งถึงสองวัน หรือพัฒนาเป็นพายุหมุนนอกเขตร้อน มีโอกาสที่พายุหมุนเขตร้อนสามารถฟื้นกำลังคืนมาหากพายุสามารถกลับสู่น้ำอุ่นเปิด เช่น เฮอริเคนอีวาน หากพายุค้างอยู่เหนือภูเขาแม้เป็นเวลาสั้น ๆ จะยิ่งอ่อนกำลังเร็วขึ้นอีก^[83] การเสียชีวิตและได้รับบาดเจ็บจากพายุจำนวนมากเกินในภูมิประเทศภูเขาเมื่อพายุที่อ่อนกำลังปลดปล่อยความชื้นออกมาเป็นฝนเชี่ยว^[84] ฝนตกนี้อาจทำให้เกิดอุทกภัยและโคลนถล่มที่ทำให้ถึงแก่ชีวิตได้ เช่นในกรณีของเฮอริเคนมิตช์รอบประเทศฮอนดูรัสในเดือนตุลาคม 1998^[85] พายุไม่อาจอยู่ได้หากปราศจากน้ำพื้นผิวที่อุ่น^[86]

พายุหมุนเขตร้อนสามารถสลายตัวเมื่อพายุเคลื่อนผ่านน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 26.5 °ซ. มาก อุณหภูมิน้ำต่ำจะทำให้พายุสูญเสียลักษณะเขตร้อน เช่น แกนอบอุ่นที่มีพายุฟ้าคะนองใกล้ศูนย์กลาง และกลายเป็นบริเวณความกดอากาศต่ำคงค้าง ระบบคงค้างเหล่านี้อาจอยู่ได้นานหลายวันก่อนเสียอัตลักษณ์ไป กลไกการสลายตัวนี้พบบ่อยที่สุดในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือทางตะวันออก^[87] การอ่อนกำลังหรือการสลายตัวยังอาจเกิดได้หากพายุเผชิญกับลมเฉือนแนวตั้ง ทำให้การพาความร้อนและเครื่องจักรความร้อนเคลื่อนออกห่างจากศูนย์กลาง ซึ่งกระบวนการดังกล่าวปกติยุติการพัฒนาของพายุหมุนเขตร้อน^[88] นอกจากนี้อันตรกิริยาของพายุกับเข็มขัดหลักของลมตะวันตกโดยการรวมกับเขตแนวปะทะใกล้เคียงอาจทำให้พายุหมุนเขตร้อนกลายสภาพเป็นพายุหมุนนอกเขตร้อน การเปลี่ยนผ่านนี้อาจใช้เวลา 1–3 วัน^[89] แม้หลังจากพายุหมุนเขตร้อนได้ชื่อว่าเป็นพายุหมุนนอกเขตร้อนหรือสลายตัวไปแล้ว ยังสามารถมีลมแรงพายุเขตร้อน (หรือบางทีเป็นแรงเฮอริเคน/ไต้ฝุ่น) และทำให้ฝนตกหลายนิ้ว ในมหาสมุทรแปซิฟิกและแอตแลนติก พายุหมุนที่เกิดในเขตร้อนในละติจูดสูงสามารถมีความรุนแรงได้และบางทีอาจยังคงความเร็วลมกำลังเฮอริเคนหรือไต้ฝุ่นได้เมื่อพายุไปถึงชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาเหนือ ปรากฏการณ์เหล่านี้ยังมีผลต่อทวีปยุโรปได้ ที่ซึ่งได้ชื่อว่า วินด์สตอร์มยุโรป ส่วนคงค้างของเฮอริเคนไอริสเป็นตัวอย่างของวินสตอร์มยุโรปในปี 1995^[90] พายุหมุนยังสามารถถรวมกับบริเวณความกดอากาศอื่นได้ กลายเป็นหย่อมความกดอากาศต่ำขนาดใหญ่ขึ้น การนี้สามารถเสริมกำลังระบบผลลัพธ์ แม้ระบบนี้จะไม่เป็นพายุหมุนเขตร้อนอีกต่อไป^[88] การศึกษาในคริสต์ทศวรรษ 2000 ทำให้เกิดสมมติฐานว่าฝุ่นปริมาณมากลดกำลังของพายุหมุนเขตร้อนได้^[91]

การสลายพายุด้วยฝีมือมนุษย์

ในคริสต์ทศวรรษ 1960 และ 1970 รัฐบาลสหรัฐพยายามทำให้พายุเฮอริเคนอ่อนกำลังลงในโครงการสตอร์มฟิวรีโดยการโปรยสารเคมีใส่พายุบางลูกด้วยซิลเวอร์ไอโอไดด์ คาดกันว่าการโปรยจะทำให้น้ำเย็นสุดขั้วในแถบฝนชั้นนอกเแข็งตัว ทำให้กำแพงตาชั้นในพังลงและลดความรุนแรงของลมได้^[92] ลมของเฮอริเคนเด็บบีซึ่งเป็นพายุลูกหนึ่งที่ถูกโปรยในโครงการสตอร์มฟิวรีลดลงถึงร้อยละ 31 แต่เด็บบีกลับมามีกำลังดังเดิมหลังเที่ยวบินโปรยสองเที่ยว^[93] ก่อนหน้านี้ในปี 1947 เกิดภัยพิบัติเมื่อเฮอริเคนทางทิศตะวันออกของแจ็กสันวิลล์ รัฐฟลอริดา เปลี่ยนทิศทางกระทันหันหลังถูกโปรยสารเคมี และพัดถล่มซาวันนาห์ รัฐจอร์เจีย^[94] เนื่องจากมีความไม่แน่นอนสูงเกี่ยวกับพฤติกรรมของพายุเหล่านี้ รัฐบาลกลางจึงไม่อนุมัติปฏิบัติการโปรยสารเคมีเว้นแต่พายุเฮอริเคนนั้นมีโอกาสขึ้นฝั่งภายใน 48 ชั่วโมงน้อยกว่าร้อยละ 10 ซึ่งลดจำนวนพายุทดสอบที่เป็นไปได้อย่งามาก โครงการดังกล่าวถูกยกเลิกหลังพบว่าวัฏจักรการทดแทนกำแพงตาเกิดขึ้นตามธรรมชาติในเฮอริเคนกำลังแรง ทำให้เกิดข้อสงสัยต่อผลลัพธ์ของความพยายามครั้งก่อน ๆ ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าซิลเวอร์ไอโอไดด์ไม่น่าจะมีผลใดเพราะปริมาณน้ำเย็นสุดขั้วในแถบฝนของพายุหมุนเขตร้อนมีต่ำเกินไป^[95]

มีการเสนอแนวทางอื่นในเวลาต่อมา รวมทั้งการทำให้น้ำเย็นภายใต้พายุหมุนเขตร้อนโดยการลากภูเขาน้ำแข็งเข้าสู่มหาสมุทรเขตร้อน^[96] ความคิดอื่นมีตั้งแต่การทำให้มหาสมุทรปกคลุมด้วยสารที่ยับยั้งการระเหย^[97] การหย่อนน้ำแข็งปริมาณมากเข้าสู่ตาพายุในขั้นแรก ๆ เพื่อให้ความร้อนแฝงถูกน้ำแข็งดูดกลืนไปแทนที่ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ซึ่งจะเป็นเชื้อสำหรับวงวนการป้อนกลับเชิงบวก^[96] หรือการทำให้พายุหมุนสลายไปด้วยอาวุธนิวเคลียร์^[98] โครงการเซอร์รัสเป็นความพยายามโยนน้ำแข็งแห้งใส่พายุหมุน^[99] แนวทางเหล่านี้ล้วนประสบปัญหาเหนืออื่นใดประการเดียวกันคือ พายหุมุนเขตร้อนมีขนาดใหญ่เกินไปและมีอายุยืนเกินกว่าที่เทคนิคทำให้พายุอ่อนกำลังเหล่านี้จะใช้ปฏิบัติได้จริง^[100]

พายุหมุนเขตร้อนกลางทะเลก่อให้เกิดคลื่นทะเลสูง ฝนตกหนัก อุทกภัยและลมแรง รบกวนการขนส่งทางเรือระหว่างประเทศและบางทีทำให้เรืออัปปาง^[101] พายุหมุนเขตร้อนกวนน้ำเหลือเป็นร่องน้ำเย็นไว้เบื้องหลังซึ่งทำให้บริเวณนั้นมีโอกาสเกิดพายุหมุนเขตร้อนน้อยลง^[36] ส่วนในแผ่นดินกระแสลมแรงอาจทำให้เสียหายซึ่งหรือทำลายยานพาหนะ สิ่งปลูกสร้าง สะพานและวัตถุนอกอาคารอย่างอื่น เปลี่ยนเศษหลุดหลวมให้เป็นแรงโปรเจกไทล์ลอยได้ที่อาจทำให้ถึงแก่ชิวิต คลื่นพายุซัดฝั่ง หรือระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากพายุหมุน ตรงแบบเป็นผลกระทบที่เลวร้ายที่สุดจากพายุหมุนเขตร้อนที่กำลังพัดขึ้นฝั่ง โดยในอดีตคิดเป็นร้อยละ 90 ของยอดผู้เสียชีวิตจากพายุหมุนเขตร้อน^[102] การหมุนกว้าง ๆ ของพายุหมุนเขตร้อนที่กำลังพัดขึ้นฝั่งและลมเฉือนแนวตั้งที่รอบนอกของพายุทำให้เกิดทอร์เนโด ทอร์เนโดยังอาจเกิดจากผลของเมโสวอร์เท็กซ์กำแพงตา (eyewall mesovortices) หรือกระแสวนขนาดเล็ก ซึ่งคงอยู่จนพายุขึ้นฝั่ง^[103]

กว่าสองศตวรรษที่ผ่านมา พายุหมุนเขตร้อนเป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 1.9 ล้านคนทั่วโลก บริเวณน้ำนิ่งขนาดใหญ่ที่เกิดจากอุทกภัยนำไปสู่โรคติดเชื้อ ตลอดจนส่งเสริมให้เกิดการเจ็บป่วยที่มียุงเป็นพาหะ ผู้อพยพที่แออัดในที่อยู่อาศัยเพิ่มความเสี่ยงการแพร่กระจายโรค^[102] พายุหมุนเขตร้อนรบกวนโครงสร้างพื้นฐานอย่างสำคัญ นำไปสู่ไฟฟ้าดับ สะพานพังถล่ม และขัดขวางความพยายามบูรณะ^[102][104] โดยเฉลี่ยอ่าวเม็กซิโกและชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐมีมูลค่าความเสียหายจากพายหมุนประมาณ 5,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐทุกปี ความเสียหายจากพายุหมุนเขตร้อนส่วนใหญ่ (ร้อยละ 83) เกิดจากเฮอริเคนรุนแรงตั้งแต่ระดับ 3 ขึ้นไป ทว่า เฮอริเคนระดับ 3 ขึ้นไปคิดเป็นเพียงประมาณหนึ่งในห้าของพายุหมุนที่ขึ้นฝั่งทุกปี^[105]

แม้พายุหมุนก่อให้เกิดความเสียหายมหาศาลต่อชีวิตและทรัพย์สินส่วนบุคคล แต่พายุหมุนอาจเป็นปัจจัยสำคัญของภาวะหยาดน้ำฟ้าในที่ที่พายุมีผลกระทบนั้น เนื่องจากพายุอาจนำหยาดน้ำฟ้าไปยังภูมิภาคที่แห้งแล้ง^[106] พายุหมุนเขตร้อนยังช่วยธำรงสมดุลความร้อนของโลกโดยการเคลื่อนย้ายอากาศเขตร้อนที่อุ่นชื้นไปยังละติจูดกลางและบริเวณขั้วโลก^[107] และการวางระเบียบการไหลเวียนเทอร์โมฮาลีน (thermohaline circulation) ผ่านการลอยตัว^[108] คลื่นพายุซัดฝั่งและลมเฮอริเคนอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งปลูกสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้น แต่ยังกวนน้ำของชะวากทะเลชายฝั่งซึ่งตรงแบบเป็นท้องที่เพาะพันธุ์ปลาที่สำคัญ การทำลายล้างจากพายุหมุนเขตร้อนทำให้เกิดการบูรณะซึ่งเพิ่มมูลค่าของทรัพย์สินในท้องถิ่น^[109]

เมื่อเฮอริเคนขึ้นฝั่งจากมหาสมุทรมีการนำเกลือเข้าสู่บริเวณน้ำจืดหลายที่และเพิ่มระดับความเค็มทำให้ที่อยู่อาศัยบางแห่งไม่สามารถรับได้ บ้างสามารถรับมือเกลือได้และแปรรูปเกลือกลับสู่มหาสมุทร แต่บ้างไม่สามารถปลดปล่อยน้ำพื้นผิวส่วนเกินได้เร็วพอหรือไม่มีแหล่งน้ำจืดใหญ่พอทดแทน ด้วยเหตุนี้จึงมีพืชพรรณบางสปีชีส์ตายเนื่องจากเกลือเกิน^[110] นอกจากนี้เฮอริเคนยังสามารถพาพิษและกรดเข้าฝั่งเมื่อขึ้นฝั่งได้ น้ำอุทกภัยสามารถรับเอาพิษจากการรั่วไหลต่าง ๆ และทำให้แผ่นดินที่อุทกภัยไหลผ่านปนเปื้อน พิษนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อพืช สัตว์และสิ่งแวดล้อมโดยรอบในพื้นที่ น้ำอุทกภัยยังสามารถก่อให้เกิดการรั่วไหลของน้ำมันที่อันตรายได้^[111]

การเตรียมการและการรับมือ

การเตรียมการเฮอริเคนครอบคลุมถึงการปฏิบัติและการวางแผนก่อนพายุหมุนเขตร้อนพัดถล่มเอลดความเสียหายและการบาดเจ็บจากพายุ ความรู้เรื่องพายุหมุนเขตร้อนที่พัดถล่มในพื้นที่ช่วยวางแผนสำหรับความเป็นไปได้ในอนาคต การเตรียมการอาจรวมถึงการเตรียมของปัจเจกบุคคลเช่นเดียวกับความพยายามร่วมมือกันของรัฐบาลหรือองค์การอื่น การเฝ้าติดตามพายุระหว่างฤดูกาลพายุหมุนเขตร้อนช่วยให้ปัจเจกบุคคลทราบภัยคุกคามปัจจุบัน ศูนย์อุตุนิยมวิทยาชำนัญพิเศษประจำภูมิภาคและศูนย์เตือนไต้ฝุ่นเขตร้อนให้สารสนเทศและการพยากรณ์ปัจจุบันเพื่อช่วยให้ปัจเจกบุคคลสามารถตัดสินใจได้ดีที่สุด

การรับมือเฮอริเคนเป็นการรับมือภัยพิบัติที่เกิดหลังเฮอริเคน กิจกรรมที่ผู้ตอบสนองภัยเฮอริเคนปฏิบัติได้แก่การประเมิน การฟื้นฟูและการทำลายสิ่งปลูกสร้าง การเก็บกวาดเศษขยะ การซ่อมแซมโครงสร้างพื้นฐานทั้งที่อยู่บนพื้นดินและในทะเล และบริการสาธารณสุขรวมทั้งปฏิบัติการค้นหาและกู้ภัย^[112] ทีมผู้ตอบสนองภัยเฮอริเคนต้องมีการประสานงานในทุกระดับตั้งแต่เอกชนจนถึงรัฐบาลกลาง^[113] ข้อมูลขององค์การพร้อมปฏิบัติการในภัยพิบัติอาสาสมัครแห่งชาติ (National Voluntary Organizations Active in Disaster) ระบุว่า อาสาสมัครผู้ตอบสนองภัยที่มีศักยภาพควรเข้าร่วมกับองค์การที่มีการจัดตั้งเป็นกิจจะลักษณะและไม่ควรไปด้วยตนเอง เพื่อให้มีการฝึกและสนับสนุนอย่างเหมาะสมเพื่อลดอันตรายและความเครียดจากงานดังกล่าว^[114]

ผู้ตอบสนองภัยเฮอริเคนเผชิญอันตรายหลาประการ ทั้งอาจได้รับสิ่งปนเปื้อนทางเคมีและชีวภาพ ได้แก่ สารเคมีที่เก็บไว้ สิ่งปฏิกูล ศพมนุษย์ และการเติบโตของเชื้อราที่ได้รับการส่งเสริมจากอุทกภัย^{[115][116][117]} เช่นเดียวกับแร่ใยหินและตะกั่วซึ่งอาจพบได้ในสิ่งปลูกสร้างอายุมาก^[116][118] การบาดเจ็บที่พบได้บ่อยเกิดจากการตกจากที่สูง เช่น ตกบันไดหรือจากพื้นผิวหลายชั้น จากไฟฟ้าดูดในพื้นที่ที่ถูกน้ำท่วม รวมทั้งจากพลังงานย้อนกลับจากเครื่องปั่นไฟฟ้าพกพา หรือจากอุบัติเหตุยานยนต์^{[115][118][119]} การอยู่เป็นกะนานและไม่เป็นกิจวัตรอาจทำให้เกิดการอดนอนและความล้า เพิ่มความเสี่ยงการบาดเจ็บ และคนงานอาจประสบความเครียดทางจิตซึ่งเกิดจากอุบัติเหตุ นอกจากนี้ ความเครียดจากความร้อนก็เป็นข้อกังวลเพราะคนงานมักได้รับอุณหภูมิร้อนชื้น สวมเสื้อผ้าและอุปกรณ์ป้องกัน และมีงานที่ต้องใช้แรงมาก^[115][118]

การสังเกตการณ์

พายุหมุนเขตร้อนกำลังแรงเป็นความท้าทายที่มากเป็นพิเศษต่อการสังเกตการณ์ เพราะเป็นปรากฏการณ์ในมหาสมุทรที่อันตราย และสถานีตรวจอากาศที่มีค่อนข้างกระจัดกระจายมักตั้งอยู่ ณ จุดเกิดพายุน้อย โดยทั่วไปการสังเกตการณ์ภาคพื้นดินมีได้เฉพาะเมื่อพายุพัดผ่านเกาะหรือบริเวณชายฝั่ง หรือมีเรืออยู่แถบนั้น ปกติมีการวัดเวลาจริงในรอบนอกของพายุหมุนที่ซึ่งสภาพมีการทำลายล้างน้อยกว่าและไม่สามารถประเมินกำลังที่แท้จริงของพายุได้ ด้วยเหตุนี้จึงมีคณะนักอุตุนิยมวิทยาที่เคลื่อนเข้าสู่เส้นทางของพายุหมุนเขตร้อนเพื่อช่วยประเมินกำลังของพายุหมุน ณ จุดขึ้นฝั่ง^[120]

พายุหมุนเขตร้อนที่อยู่ห่างจากแผ่นดินจะมีดาวเทียมตรวจอากาศเฝ้าติดตาม ซึ่งจับภาพช่วงแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรดจากอวกาศ ปกติมีช่วงห่างถึงครึ่งชั่วโมงถึงสิบห้านาที เมื่อพายุเคลื่อนมาถึงแผ่นดินจะสามารถสังเกตได้ด้วยเรดาร์สภาพอากาศดอปเปลอร์ที่ตั้งอยู่บนพื้นดิน เรดาร์มีบทบาทสำคัญในช่วขึ้นฝั่งโดยแสดงตำแหน่งของพายุและความรุนอรงได้ทุก ๆ ไม่กี่นาที^[121]

การวัดในตำแหน่งในเวลาจริงสามารถทำได้โดยส่งเที่ยวบินลาดตระเวนที่มีอุปกรณ์พิเศษเข้าสู่พายุหมุน ในแอ่งแอตแลนติก นักล่าเฮอริเคนของรัฐบาลสหรัฐเป็นผู้ขับเที่ยวบินเหล่านี้เป็นประจำ อากาศยานที่ใช้ได้แก่ ดับเบิลยูซี-130 เฮอร์คิวลิสและดับเบิลยูพี-3ดี ออริออนส์ ซึ่งเป็นอากาศยานขนส่งสินค้าแบบใบพัดสี่เครื่องยนต์ อากาศยานเหล่านี้บินโดยตรงเข้าสู่พายุหมุนและวัดโดยตรงและการรับรู้จากระยะไกล และเครื่องบินยังปล่อยดรอปซอนด์จีพีเอส (dropsonde) เข้าไปในพายุหมุนเขตร้อน อุปกรณ์เหล่านี้ทำหน้าที่วัดอุณหภูมิ ความชื้น ความกดอากาศ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งลมระหว่างระดับเที่ยวบินและพื้นผิวมหาสมุทร ยุคใหม่ของการสังเกตการณ์พายุเฮอริเคนเริ่มเมื่อมีการใช้แอโรโซนด์ ซึ่งเป็นอากาศยานโดรนขนาดเล็กที่ขับจากระยะไกล บินผ่านพายุโซนร้อนโอฟีเลียขณะพายุพัดผ่านชายฝั่งตะวันออกของรัฐเวอร์จิเนียระหว่างฤดูกาลเฮอริเคนปี 2005 มีภารกิจที่คล้ายกันสำเร็จลุล่วงในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตก วิธีนี้เป็นวิธีใหม่สำหรับการตรวจดูพายุที่ระดับความสูงต่ำที่นักบินมนุษย์ไม่กล้า^[122]

การพยากรณ์

เนื่องจากแรงที่มีผลต่อเส้นทางพายุหมุนเขตร้อน การทำนายเส้นทางที่แม่นยำจึงขึ้นอยู่กับการระบุตำแหน่งและกำลังของบริเวณความกดอากาศสูงและบริเวณความกดอากาศต่ำ และทำนายว่าบริเวณเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงตลอดชีวิตของระบบพายุเขตร้อนอย่างไร การไหลเฉลี่ยชั้นลึก หรือลมเฉลี่ยตลอดความลึกของชั้นโทรโพสเฟียร์ ถือเป็นอุปกรณ์ดีที่สุดในการตัดสินทิศทางและความเร็วของเส้นทาง หากพายุถูกเฉือนอย่างสำคัญจะทำให้การใช้การวัดความเร็วลมที่ระดับความสูงต่ำ เช่น พื้นผิวความกดอากาศ 70 กิโลปาสคาล (3,000 เมตรหรือ 9,800 ฟุตเหนือระดับน้ำทะเล) ทำนายได้ดีขึ้น นักพยากรณ์อากาศเขตร้อนยังพิจารณาปรับลดการส่ายในระยะสั้นของพายุเพื่อให้ตัดสินแนววิถีระยะยาวได้แม่นยำขึ้น^[123] คอมพิวเตอร์ความเร็วสูงและซอฟต์แวร์จำลองที่ซับซ้อนทำให้นักพยากรณ์อากาศผลิตแบบจำลองคอมพิวเตอร์สามารถทำนายเส้นทางของพายุหมุนเขตร้อนได้โดยอาศัยตำแหน่งในอนาคตและกำลังของระบบความกดอากาศสูงและต่ำ การรวมแบบจำลองการพยากรณ์เข้ากับความเข้าใจของแรงที่กระทำต่อพายุหมุนเขตร้อนที่เพิ่มขึ้น ตลอดจนคลังข้อมูลจากดาวเทียมที่โคจรรอบโลกและตัวสัมผัสอื่น นักวิทยาศาสตร์ยิ่งมีความแม่นยำในการพยากรณ์เส้นทางในช่วงทศวรรษหลัง ๆ มากขึ้น^[124] อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์ยังมีทักษะในด้านการทำนายความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อนไม่เพียงพอ^[125] การขาดการพัฒนาการพยากรณ์ความรุนแรงมีสาเหตุจากควรมซับซ้อนของพายุหมุนเขตร้อนและความไม่เข้าใจปัจจัยที่มีผลต่อการพัฒนาของพายุ ตำแหน่งของพายุหมุนเขตร้อนใหม่และสารสนเทศพยากรณ์อากาศสามารถหาได้อย่างน้อยทุกสิบสองชั่วโมงในซีกโลกใต้ และอย่างน้อยทุกหกชั่วโมงในซีกโลกเหนือจากศูนย์อุตุนิยมวิทยาชำนัญพิเศษประจำภูมิภาคและศูนย์เตือนพายุหมุนเขตร้อน^{[44][126][127][128][129]}

การจำแนกความรุนแรง

มีการจำแนกพายุหมุนเขตเขตร้อนออกเป็นสามกลุ่มหลักตามความรุนแรง ได้แก่ ดีเปรสชันเขตร้อน พายุโซนร้อนและกลุ่มพายุที่รุนแรงกว่ากลุ่มที่สาม ซึ่งกลุ่มนี้จะมีชื่อเรียกแตกต่างกันตามภูมิภาค ตัวอย่างเช่น เมื่อพายุหมุนเขตร้อนในแอ่งแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือมีลมถึงกำลังเฮอริเคนตามมาตราโบฟอร์ต จะเรียก "ไต้ฝุ่น" เมื่อพายุหมุนเขตร้อนมีความเร็วลมระดับเดียวกันในแอ่งแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือหรือในแอ่งแอตแลนติกเหนือ จะเรียก "เฮอริเคน"^[6] ส่วนในซีกโลกใต้หรือมหาสมุทรอินเดียจะไม่ใช้ทั้งคำว่า "เฮอริเคน" หรือ "ไต้ฝุ่น" แต่จะเรียกว่า ไซโคลน ไซโคลนกำลังแรง หรือไซโคลนกำลังแรงมากแทน

แอ่งต่าง ๆ ใช้ระบบศัพทมูลวิทยาต่างกันดังแสดงในตารางด้านล่าง ซึ่งทำให้การเปรียบเทียบระหว่างแอ่งต่าง ๆ ทำได้ยาก ในมหาสมุทรแปซิฟิก เฮอริเคนจากแอ่งแปซิฟิกเหนือตอนกลางบางทีข้ามเส้นเมริเดียนที่ 180 องศาไปยังแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือทำให้กลายเป็นไต้ฝุ่น (เช่น เฮอริเคน/ไต้ฝุ่นอิโอเกะในปี 2006) และน้อยครั้งที่จะเกิดเหตุการณ์ตรงกันข้าม^[130] ทั้งนี้ ควรสังเกตด้วยว่าไต้ฝุ่นที่มีความเร็วลมที่พัดต่อเนื่อง 1 นาทีมากกว่า 67 เมตรต่อวินาที หรือ 240 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ศูนย์เตือนไต้ฝุ่นร่วมจะเรียกว่า "ซูเปอร์ไต้ฝุ่น"^[131]

ศูนย์เฮอริเคนแห่งชาติ ศูนย์เฮอริเคนแปซิฟิกกลาง และศูนย์เตือนไต้ฝุ่นร่วมยังเฝ้าติดตามและตั้งชื่อให้บริเวณที่ได้รับความสนใจ (หรือเรียกอินเวสต์) เพื่อมองหากัมมันตภาพที่อาจกลายเป็นพายุหมุนได้ แม้ไม่ใช่ระบบพายุหมุนเขตร้อน (หรือนอกเขตร้อน) ตามความหมายอย่างเคร่งครัดก็ตาม โดยบางทีมีการจำแนกระบบเหล่านี้เป็นพายุหมุนเขตร้อนที่อาจเกิดได้เป็นหมวดที่สี่อย่างไม่เป็นทางการ

พายุหมุนเขตร้อนที่อาจเกิด

หากความผันผวนในเขตร้อน (ที่ยังไม่พัฒนาเป็นดีเปรสชันเขตร้อน) หนึ่งสามารถยังให้เกิดภาวะพายุหมุนเขตร้อนหรือเฮอริเคนในแผ่นดินภายใน 48 ชั่วโมง ศูนย์เฮอริเคนแห่งชาติ ศูนย์เฮอริเคนแปซิฟิกกลาง และศูนย์เตือนไต้ฝุ่นร่วมจะจัดเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่อาจเกิด (potential tropical cyclone)^[132]

พายุดีเปรสชันเขตร้อน

พายุดีเปรสชันเขตร้อน หรือ บริเวณความกดอากาศต่ำเขตร้อน เป็นการผันผวนเขตร้อนซึ่งมีการไหลเวียนพื้นผิวที่นิยามอย่างชัดเจนด้วยความเร็วลมพัดต่อเนื่องสูงสุดน้อยกว่า 34 นอต (63 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)^[42] ภายในซีกโลกใต้ พายุดีเปรสชันสามารถมีแรงพายุหรือลมกำลังแรงกว่าในหนึ่งจตุภาคขึ้นไปได้ แต่ต้องไม่อยู่ใกล้ศูนย์กลาง^[42]

พายุโซนร้อน

พายุโซนร้อน เป็นระบบพายุฟ้าคะนองกำลังแรงที่เป็นระเบียบ โดยมีการไหลเวียนพื้นผิวและความเร็วลมพัดต่อเนื่องสูงสุดที่นิยามไว้ระหว่าง 34 นอต (63 กม./ชม.) ถึง 64 นอต (119 กม./ชม.) เมื่อถึงจุดนี้ รูปทรงแบบพายุหมุนเฉพาะเริ่มปรากฏขึ้น แม้ปกติจะยังไม่พบตา หน่วยงานลมฟ้าอากาศของรัฐบาลเริ่มตั้งชื่อให้ระบบที่มีความรุนแรงระดับนี้ (จึงเป็นพายุที่มีชื่อ)^[133] แม้พายุโซนร้อนจะมีความรุนแรงน้อยกว่าเฮอริเคนมากแต่ยังก่อให้เกิดความเสียหายหนักได้ แรงเฉือนของลมสามารถพัดให้วัสดุก่อสร้างปลิวได้ และวัตถุลอยไปกับอากาศอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อสายส่งไฟฟ้า หลังคาและวัสดุติดผนัง ส่วนภัยที่อันตรายกว่าได้แก่ฝนตกหนักแล้วทำให้เกิดอุทกภัยในแผ่นดิน^[134]

ไต้ฝุ่นหรือเฮอริเคน

เฮอริเคนหรือไต้ฝุ่น (บางทีเรียกง่าย ๆ ว่า พายุหมุนเขตร้อน ซึ่งไม่เหมือนกับดีเปรสชันหรือพายุ) เป็นระบบที่มีความเร็วลมพัดต่อเนื่องอย่างน้อย 64 นอต (119 กม./ชม.) ขึ้นไป พายุหมุนความรุนแรงระดับนี้มักมีตา ซึ่งเป็นบริเวณที่ฟ้าลมค่อนข้างสงบ (และมีความกดอากาศต่ำสุด) ณ ศูนย์กลางการไหลเวียน ตามักมองเห็นได้ในภาพถ่ายดาวเทียมเป็นจุดวงกลมปลอดเมฆขนาดเล็ก ส่วนที่ล้อมรอบตาคือ กำแพงตา ซึ่งเป็นพื้นที่กว้างประมาณ 16 ถึง 80 กิโลเมตรซึ่งมีพายุฟ้าคะนองรุนแรงที่สุดและลมไหลเวียนรอบศูนย์กลางพายุ มีการประมาณว่าความเร็วลมพัดต่อเนื่องสูงสุดในพายุหมุนเขตร้อนอยู่ที่ประมาณ 185 นอต (95 ม./วินาที หรือ 340 กม./ชม.)^[135]

รากศัพท์คำเรียกพายุ

คำว่า ไต้ฝุ่น (typhoon) ในภาษาอังกฤษ เป็นคำเรียกพายุปัจจุบันในแอ่งแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ ซึ่งอาจมาจากภาษาอาหรับ ว่า ตูฟาน^[136] (ţūfān; طوفان) (ใกล้เคียงกับภาษาฮินดี, อูรดู และเปอร์เซีย) ซึ่งแปลว่า ควัน^[136] หรืออาจมาจากภาษากรีกว่า ไทฟอน (Typhon; Τυφών) ซึ่งเป็นขื่อของอสูรกายจากเทพปกรณัมกรีกที่เกี่ยวข้องกับพายุ^[137] อีกทั้งคำเหล่านี้ยังคล้ายคลึงกับภาษาจีน ว่า ไถเฟิง (ภาษาจีนกลาง: táifēng; 台风) (fēng แปลว่า ลม) และในภาษากวางตุ้งมาตรฐาน ว่า ไตฟุง^[136] (ภาษาจีนดั้งเดิม: toifung; 颱風) ส่วนคำว่า ไต้ฝุ่น ในภาษาไทยนั้น พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2554 ระบุว่าคำนี้เป็นคำยืมจากภาษาจีน^[138][139]

คำว่า เฮอริเคน (hurricane) ที่ใช้ในแอ่งแอตแลนติกเหนือรวมถึงมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกมาจากคำว่า อูรากัน (huracán) ในภาษาสเปน ซึ่งเป็นชื่อเทพเจ้าแห่งพายุของชาวการิบ/ไตโน ทรงพระนามว่า ฮูรากัน (Juracán) นักวิชาการเชื่อว่าเทพเจ้านี้บางส่วนรับมาจากพระเจ้าผู้สร้างของชาวมายัน ฮูรากัน ชาวมายาเชื่อว่าพระองค์เป็นผู้ทรงสร้างแผ่นดินแห้งขึ้นมาจากกระแสน้ำเชี่ยว เชื่อว่าต่อมาเป็นผู้ทำลาย "ชาวป่า" ที่เป็นบรรพบุรุษของ "ชาวข้าวโพด" (maize) ด้วยพายุและอุทกภัยขนานใหญ่^[140][141] อูรากัน ยังเป็นที่มาของคำว่า ออร์กัน (orcan) ซึ่งเป็นคำที่ใช้เรียกวินสตอร์มยุโรปที่มีความรุนแรงเป็นพิเศษอีกคำหนึ่ง^[141]

การกำหนดเลข

พายุหมุนเขตร้อนและพายุหมุนนอกเขตร้อนเกือบทุกลูกจะได้รับกำหนดเลขจากศูนย์เตือนภัยซึ่งได้รับมอบหมายให้เฝ้าติดตามพายุนั้น แม้ไม่ทวีความรุนแรงขึ้นจนมีชื่อที่กำหนดให้อย่างเป็นทางการ

ตัวอย่างเช่น ระบบใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นเขตร้อน กึ่งเขตร้อนหรือมีแนวโน้มว่าเป็นเขตร้อน ที่ก่อตัวขึ้นในแอ่งแอตแลนติกและแปซิฟิกเหนือ ตลอดจนระบบที่ถิอกำเนิดในพื้นที่อื่น (อย่างไม่เป็นทางการ) ซึ่งรัฐบาลสหรัฐให้ความสนใจ จะได้รับกำหนดเลขพายุหมุนเขตร้อน (หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เลข TC) จากศูนย์เฮอริเคนแห่งชาติ ศูนย์เฮอริเคนแปซิฟิกกลาง และศูนย์เตือนภัยไต้ฝุ่นร่วม เลข TC เป็นเลขสองหลัก (นับเริ่มจาก "01" ในปี/ฤดูกาลใหม่แล้วไล่ไปเรื่อย ๆ) ตามด้วยตัวอักษรซึ่งใช้กับแอ่งที่กำเนิด (เช่น "E" สำหรับแปซิฟิกตะวันออก "C" สำหรับแปซิฟิกดลาง และ "W" สำหรับแปซิฟิกตะวันตก)^[142] ทั้งนี้ ยกเว้นแอ่งแอตแลนติกเหนือ เลขมักสะกดเป็นคำอ่านในภาษาอังกฤษ (เช่น "ONE" ซึ่งบางครั้งใส่อักษรแอ่งที่กำเนิดตามหลัง เช่น "ONE-E")

ตัวอย่างเลข TC ได้แก่ PTC 08 สำหรับพายุหมุนเขตร้อนที่อาจเกิดในแอ่งแอตแลนติกเหนือEIGHT, TD 21E สำหรับดีเปรสชันเขตร้อนในแอ่งแปซิฟิกตะวันออก TWENTYONE-E, และ SD 03C สำหรับพายุดีเปรสชันกึ่งเขตร้อน THREE-C ระบบพยากรณ์พายุหมุนเขตร้อนอัตโนมัตจำกัดเด็ดขาดให้สูงสุดที่ "49" ทว่า NHC และ CPHC ปกติจำกัดค่าไว้ที่ "30"^[143] นอกจากนี้จะไม่นำเลข TC กลับมาใช้ใหม่จนปี/ฤดูกาลใหม่ ระบบการกำหนดเลขนี้คล้ายกับระบบที่ใช้กับอินเวสต์ ยกเว้นอินเวสต์จะได้รับกำหนดเลขตั้งแต่ "90" ถึง "99" (ซึ่งมีการหมุนเวียนและนำกลับมาใช้ใหม่ในปี/ฤดูกาลเดียวกัน) และเจาะจงคำนำหน้า "L" สำหรับระบบในแอ่งแอตแลนติกเหนือ

การตั้งชื่อ

แบบแผนการตั้งชื่อเพื่อเรียกพายุหมุนเขตร้อนมีมาช้านาน โดยตั้งชื่อพายุตามสถานที่หรือสิ่งต่าง ๆ ที่พายุพัดถล่มก่อนเริ่มการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการ^[152][153] ระบบการตั้งชื่อที่ใช้ในปัจจุบันมีทำให้มีการระบุระบบลมฟ้าอากาศรุนแรงอย่างสั้น ๆ ซึ่งสาธารณะสามารถเข้าใจและตระหนักได้เร็ว^[152][153] คลีเมนต์ ลินด์ลีย์ แรกกี (Clement Lindley Wragge) นักอุตุนิยมวิทยารัฐบาลควีนส์แลนด์เป็นผู้ริเริ่มการตั้งชื่อพายุด้วยชื่อบุคคลระหว่างปี 1887 ถึง 1907^[152][153] ระบบการตั้งชื่อระบบลมฟ้าอากาศนี้ต่อมาเลิกใช้ไปหลายปีหลังแรกกีเกษียณ จนกระทั่งถูกรื้อฟื้นในครึ่งหลังของสงครามโลกครั้งที่สองในแปซิฟิกตะวันตก^[152][153] ต่อมามีแผนการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการสำหรับแอ่งแอตแลนติกเหนือและใต้ แอ่งแปซิฟิกตะวันออก กลาง ตะวันตกและใต้ ตลอดจนภูมิภาคออสเตรเลียและมหาสมุทรอินเดีย^[153]

ปัจจุบันราชการอุตุนิยมวิทยาหนึ่งในสิบเอ็ดแห่งเป็นผู้ตั้งชื่อพายุหมุนเขตร้อน พายุหมุนจะใช้ชื่อเดิมตลอดช่วงชีวิตเพื่อให้นักพยากรณ์อากาศและสาธารณชนทั่วไปสื่อสารกันง่ายขึ้นเกี่ยวกับการพยากรณ์ การเฝ้าดูและคำเตือน^[152] เนื่องจากพายุสามารถกินเวลาได้ตั้งแต่หนึ่งสัปดาห์หรือกว่านั้น และสามารถมีพายุมากกว่าหนึ่งลูกเกิดพร้อมกันในแอ่งเดียวกันได้ ชื่อจึงลดความสับสนว่ากำลังอธิบายถึงพายุลูกใด^[152] ชื่อที่กำหนดให้พายุนั้นมาจากรายการที่รวบรวมไว้ล่วงหน้าที่มีความเร็วลมพัดต่อเนื่อง 1, 3 และ 10 นาทีเกิน 65 กม./ชม. ขึ้นอยู่กับแอ่งที่พายุกำเนิด^[38][40][41] ทว่า มาตรฐานแตกต่างกันไปในแต่ละแอ่ง โดยมีการตั้งชื่อพายุดีเปรสชันเขตร้อนบางลูกในแอ่งแปซิฟิกตะวันตก ส่วนในซีกโลกใต้พายุหมุนนั้นจะต้องมีลมกำลังพายุปริมาณมากพอสมควรรอบศูนย์กลางก่อนได้รับตั้งชื่อ^[41][42] ชื่อของพายุหมุนเขตร้อนที่สำคัญในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ แปซิฟิกและภูมิภาคออสเตรเลียจะมีการถอนออกจากรายชื่อแล้วใส่ชื่อใหม่เข้าไปแทน^[38][39][42]

พายุหมุนเขตร้อนที่ก่อให้เกิดการทำลายล้างสุดขีดนั้นพบได้น้อย แต่เมื่อเกิดแล้วอาจก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากและมีผู้เสียชีวิตและบาดเจ็บได้นับหลายพันคน

พายุหมุนโภลาปี 1970 ถือเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่มียอดผู้เสียชีวิตสูงสุดเท่าที่มีบันทึก ซึ่งเป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 300,00 คนหลังพัดถล่มบริเวณสามเหลี่ยมปากแม่น้ำคงคาซึ่งมีประชากรหนาแน่นของประเทศบังกลาเทศเมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 1970^[154] คลื่นพายุซัดฝั่งที่รุนแรงเป็นสาเหตุที่ทำให้ยอดผู้เสียชีวิตสูง^[155] แอ่งพายุหมุนอินเดียเหนือเป็นแอ่งที่มียอดผู้เสียชีวิตสูงสุดมาช้านาน^[102][156] ส่วนที่อื่น พายุไต้ฝุ่นนีนาเป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิตเกือบ 100,000 คนในปี 1975 เนื่องจากพายุ 100 ปีซึ่งทำให้เขื่อนแตก 62 เขื่อนรวมทั้งเขื่อนป่านเฉียว^[157] เฮอริเคนใหญ่ปี 1780 เป็นเฮอริเคนแอตแลนติกเหนือที่มีผู้เสียชีวิตสูงสุดเท่าที่มีบันทึก โดยมีผู้เสียชีวิตประมาณ 22,000 คนในเลสเซอร์แอนทิลลีส^[158] พายุหมุนเขตร้อนไม่จำเป็นต้องมีกำลังแรงเป็นพิเศษจึงจะก่อให้เกิดความเสียหายที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสาเหตุการเสียชีวิตเกิดจากฝนตกหรือดินโคลนถล่ม พายุหมุนเขตร้อนเทลมาในเดือนพฤศจิกายน 1991 คร่าชีวิตหลายพันคนในประเทศฟิลิปปินส์^[159] แม้พายุไต้ฝุ่นกำลังแรงสุดที่เคยขึ้นฝั่งเท่าที่มีบันทึกได้แก่ พายุไต้ฝุ่นไห่เยี่ยนในเดือนพฤศจิกายน 2013 ซึ่งก่อให้เกิดการทำลายล้างเป็นวงกว้างในเขตซีลางังคาบีซายาอัน และคร่าชีวิตอย่างน้อย 6,300 คนในประเทศฟิลิปปินส์ประเทศเดียว ในปี 1982 พายุดีเพรสชันเขตร้อนซึ่งสุดท้ายกลายเป็นเฮอริเคนพอลคร่าชีวิตประมาณ 1,000 คนในอเมริกากลาง^[160]

มีการประเมินว่าเฮอริเคนฮาร์วีย์และเฮอริเคนแคทรีนาเป็นพายหมุนเขตร้อนที่ก่อความเสียหายมากที่สุดในสหรัฐแผ่นดินใหญ่ ซึ่งทั้งสองลูกก่อความเสียหายประเมินไว้ 125,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^[161] พายุฮาร์วีย์เป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิตอย่างน้อย 90 คนในเดือนสิงหาคม 2017 หลังขึ้นฝั่งในรัฐเท็กซัสเป็นเฮอริเคนระดับ 4 เฮอริเคนแคทรีนามีการประเมินว่าเป็นพายหมุนเขตร้อนที่ก่อความเสียหายมากที่สุดเป็นอันดับสองของโลก^[162] โดยคิดเป็นมูลค่าความเสียหาย 81,200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (มูลค่าปี 2008)^[163] โดยมีความเสียหายโดยรวมประเมินไว้เกิน 100,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (มูลค่าปี 2005)^[162] พายุแคทรีนาเป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิตอย่างน้อย 1,836 คนหลังพัดถล่มรัฐลุยเซียนาและมิสซิสซิปปีเป็นพายุใหญ่ในเดือนสิงหาคม 2005^[163] เฮอริเคนมารีอาเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่ก่อความเสียหายสูงสุดเป็นอันดับสามในประวัติศาสตร์สหรัฐ โดยมีความเสียหายรวมมูลค่า 91,610 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (มูลค่าปี 2017) และมีมูลค่าความเสียหายที่ 68,700 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (มูลค่าปี 2012) เฮอริเคนแซนดีเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่ก่อความเสียหายมากที่สุดเป็นอันดับสี่ในประวัติศาสตร์สหรัฐ เฮอริเคนแกลวิสตันปี 1900 เป็นภัยธรรมชาติที่มียอดผู้เสียชีวิตสูงสุดในสหรัฐ โดยคร่าชีวิตประชาชนประเมินไว้ระหว่าง 6,000 ถึง 12,000 คนในแกลวิสตัน รัฐเท็กซัส^[164] เฮอริเคนมิตช์คร่าชีวิตประชาชนกว่า 10,000 คนในอเมริกากลาง นับเป็นเฮอริเคนแอตแลนติกที่มียอดผู้เสียชีวิตสูงสุดเป็นอันดับสองในประวัติศาสตร์ เฮอริเคนอีนีกีในปี 1992 เป็นพายุรุนแรงที่สุดที่พัดถล่มรัฐฮาวายในประวัติศาสตร์เท่าที่มีบันทึก โดยพัดถล่มคาไวเป็นเฮอริเคนระดับ 4 คร่าชีวิตประชาชน 6 คน และก่อความเสียหาย 3,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^[165] เฮอริเคนที่ทำลายล้างสูงในแปซิฟิกตะวันออก ได้แก่ พอลลีนและเคนนา ซึ่งทั้งสองลูกก่อความเสียหายรุนแรงหลังพัดถล่มประเทศเม็กซิโก^[166][167] ในเดือนมีนาคม 2004 ไซโคลนกาฟิลพัดถล่มประเทศมาดากัสการ์ตอนเหนือเป็นไซโคลนกำลังแรง ทำให้มีผู้เสียชีวิต 74 คน มีผู้ได้รับผลกระทบกว่า 200,000 คนและเป็นไซโคลนที่ร้ายแรงที่สุดที่พัดถล่มมาดากัสการ์ในรอบกว่า 20 ปี^[168]

พายุกำลังแรงสุดเท่าที่เคยมีบันทึก ได้แก่ ไต้ฝุ่นทิปในมหาสมุทรแปซิฟิกทางตะวันตกเฉียงเหนือในปี 1979 ซึ่งมีความดันต่ำสุด 870 เฮกโตปาสคาล (25.69 นิ้วปรอท) และมีความเร็วลมสูงสุดที่บริเวณใกล้ศูนย์กลาง 165 น็อตหรือ 310 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (85 เมตรต่อวินาที)^[169] ความเร็วลมสูงสุดที่บริเวณใกล้ศูนย์กลางที่มากที่สุดเท่าที่มีบันทึก คือ 185 น็อตหรือ 346 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (95 เมตรต่อวินาที) ในเฮอริเคนแพทริเซียในปี 2015 ซึ่งเป็นพายุหมุนกำลังแรงสุดเท่าที่มีบันทึกในซีกโลกตะวันตก^[170] ไต้ฝุ่นแนนซีในปี 1961 ก็มีบันทึกความเร็วลม 185 น็อตหรือ 346 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่งานวิจัยสมัยหลังชี้ว่าความเร็วลมจากคริสต์ทศวรรษ 1940 ถึง 1960 วัดได้สูงกว่าจริง และไม้ถือว่าเป็นพายุที่มีความเร็วลมสูงสุดเท่าที่มีบันทึกอีกต่อไป^[135] เช่นเดียวกับลมกรรโชกระดับผิวที่เกิดจากไต้ฝุ่นพากาที่ถล่มเกาะกวมในปลายปี 1997 มีบันทึกที่ 205 น็อตหรือ 378 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (105 เมตรต่อวินาที) แต่การอ่านค่าดังกล่าวถูกปฏิเสธเพราะเครื่องวัดความเร็วลม (anemometer) ได้รับความเสียหายจากพายุ^[171] องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกยืนยันว่าเกาะแบร์โรว์ (ควีนส์แลนด์) เป็นสถานที่ซึ่งมีลมกรรโชกที่ไม่เกิดจากทอร์เนโดความเร็วสูงสุดที่ 408 กิโลเมตรต่อชั่วโมง^[172] เมื่อวันที่ 10 เมษายน 1996 ระหว่างพายุหมุนเขตร้อนกำลังแรงโอลิเวีย^[173]

นอกจากไต้ฝุ่นทิปเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่รุนแรงที่สุดที่มีบันทึกตามค่าความดัน ยังเป็นพายุหมุนขนาดใหญ่สุดเท่าที่มีบันทึกด้วย โดยมีลมกำลังพายุหมุนเขตร้อน (tropical storm-force winds) เส้นผ่านศูนย์กลาง 2,170 กิโลเมตร พายุเล็กที่สุดในบันทึก ได้แก่ พายุเขตร้อนมาร์โก ซึ่งก่อตัวระหว่างเดือนตุลาค 2008 และขึ้นฝั่งในรัฐเบรากรุซ ประเทศเม็กซิโก มาร์โกก่อกำเนิดลมกำลังพายุหมุนเขตร้อนเส้นผ่านศูนย์กลาง 37 กิโลเมตรเท่านั้น^[174]

เฮอริเคนจอห์นเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่กินเวลานานที่สุดในบันทึก โดยกินเวลา 31 วันในปี 1994 ทว่าก่อนมีภาพถ่ายดาวเทียมในปี 1961 พายุหมุนเขตร้อนหลายลูกได้รับการประเมินระยะเวลาต่ำกว่าจริง^[175] เฮอริเคนจอห์นยังเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่มีการติดตามยาวนานที่สุดในซีกโลกเหนือเท่าที่มีบันทึก ซึ่งมีระยะทาง 13,280 กิโลเมตร^[176] ไซโคลนเรวาในฤดูกาลแปซิฟิกใต้และภูมิภาคออสเตรเลียปี 1993–94 มีระยะทางที่ถูกสังเกตยาวที่สุดในซีกโลกใต้ เป็นระยะทางกว่า 8,920 กิโลเมตรระหว่างเดือนธันวาคม 1993 และมกราคม 1994^[176]

จำนวนพายุในมหาสมุทรแอตแลนติกเพิ่มขึ้นนับแต่ปี 1995 แต่ไม่มีแนวโน้มทั่วโลกชัดเจน จำนวนพายุหมุนเขตร้อนทั่วโลกต่อปีอยู่ระหว่าง 87 ± 10 ลูก ทว่า ความสามารถของนักภูมิอากาศวิทยาในการวิเคราะห์ข้อมูลระยะยาวในแอ่งบางแอ่งถูกจำกัดจากการขาดข้อมูลในอดีตที่น่าเชื่อถือในบางแอ่ง ส่วนใหญ่ในซีกโลกใต้^[177] ขณะที่สังเกตว่าจำนวนพายุหมุนเขตร้อนที่มีการระบุในภูมิภาคใกล้ออสเตรเลียมีแนวโน้มลดลงอย่างสำคัญ (โดยอาศัยข้อมูลคุณภาพสูงและพิจารณาอิทธิพลของเอลนีโญ-ความผันแปรของระบบอากาศในซีกโลกใต้แล้ว)^[178] นอกจากนั้น มีหลักฐานบางส่วนว่าพายุหมุนมีความรุนแรงเพิ่มขึ้น เคอร์รี อีมานูเอลระบุว่า "บันทึกกัมมันตภาพของเฮอริเคนทั่วโลกแสดงแนวโน้มเพิ่มขึ้นทั้งความเร็วลมสูงสุดและระยะเวลาของเฮอริเคน พลังงานที่ปลดปล่อยจากเฮอริเคนโดยเฉลี่ย (เมื่อพิจารณาเฮอริเคนทั่วโลกแล้ว) ดูเหมือนเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 70 ในช่วงราว 30 ปีหลัง สอดคล้องกับความเร็วลมสูงสุดที่เพิ่มขึ้นร้อยละ 15 และระยะเวลาของพายุเพิ่มขึ้นร้อยละ 60"^[179]

พายุแอตแลนติกก่อให้เกิดความเสียหายเป็นเงินมากขึ้น โดยประจักษ์จากข้อเท็จจริงว่าพายุที่ก่อให้เกิดมูลค่าความเสียหายมากที่สุดในสหรัฐห้าในสิบลูกเกิดขึ้นหลังปี 1990 ข้อมูลขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลกระบุว่า "ผลกระทบทางสังคมที่เพิ่มขึ้นจากพายุหมุนเขตร้อนในช่วงปีหลังส่วนใหญ่เกิดจากมีความหนาแน่นของประชากรและโครงสร้างพื้นฐานในพื้นที่ชายฝั่งเพิ่มขึ้น"^[180] นักรัฐศาสตร์ พิเอลเกและคณะ (2008) ปรับมาตรฐานความเสียหายจากเฮอริเคนในสหรัฐตั้งแต่ปี 1900–2005 เป็นค่าปี 2005 และพบว่าไม่พบแนวโน้มความเสียหายสัมบูรณ์เพิ่มขึ้น คริสต์ทศวรรษ 1970 และ 1980 มีความโดดเด่นเพราะมีปริมาณความเสียหายต่ำมากเมื่อเทียบกับทศวรรษอื่น คริสต์ทศวรรษ 1996–2005 เป็นทศวรรษที่มีมูลค่าความเสียหายสูงสุดเป็นอันดับสองใน 11 ทศวรรษหลัง รองจากคริสต์ทศวรรษ 1926–1935

พื้นที่ชายฝั่งหลางแห่งมีประชากรเบาเบางระหว่างท่าเรือขนาดใหญ่มีสาเหตุส่วนหนึ่งเพราะภัยเฮอริเคน ทั้งนี้ ก่อนมีการท่องเที่ยวด้วยรถยนต์ ฉะนั้น อาจไม่มีการวัดเฮอริเคนส่วนที่รุนแรงที่สุดที่พัดถล่มชายฝั่งในบางโอกาส ผลการทำลายเรือและการขึ้นฝั่งห่างไกลรวมกันจำกัดจำนวนเฮอริเคนรุนแรงในบันทึกทางการอย่างมากก่อนยุคอากาศยานสำรวจเฮอริเคนและอุตุนิยมวิทยาด้วยดาวเทียม แม้บันทึกแสดงว่ามีจำนวนและกำลังของเฮอริเคนรุนแรงเพิ่มขึ้น แต่ผู้เชี่ยวชาญยังข้องใจกับข้อมูลชั้นต้นนี้^[181]

จำนวนและกำลังของพายุเฮอริเคนแอตแลนติกอาจมีวัฏจักรนาน 50–70 ปี หรือเรียก ความผันแปรหลายทศวรรษแอตแลนติก นีเบิร์กและคณะสร้างภาพใหม่ซึ่งกัมมันตภาพของเฮอริเคนใหญ่แอตแลนติกย้อนไปถึงค้นคริสต์ศตวรรษที่ 18 และพบว่ามีห้าช่วงเวลาที่มีเฮอริเคนใหญ่โดยเฉลี่ย 3–5 ลูกต่อปีและกินเวลา 40–60 ปี และมีหกช่วงเวลาที่มีเฮอริเคนใหญ่โดยเฉลี่ย 1.5–2.5 ลูกต่อปีและกินเวลา 10–20 ปี ช่วงเวลาเหล่านี้สอดคล้องกับความผันแปรหลายทศวรรษแอตแลนติก ความผันแปรหลักทศวรรษซึ่งสัมพันธ์กับการแผ่รังสีดวงอาทิตย์เป็นสาเหตุให้ส่งเสริมหรือลดจำนวนเฮอริเคนใหญ่ 1–2 ลูกต่อปีมาโดยตลอด^[182]

แม้พายุเฮอริเคนพบบ่อยขึ้นนับแต่ปี 1995 แต่มีฤดูกาลเฮอริเคนจำนวนน้อยที่มีจำนวนพายุเกินปกติระหว่างปี 1970–94^[183] เกิดเฮอริเคนทำลายล้างบ่อยตั้งแต่ปี 1926 ถึง 1960 ซึ่งรวมเฮอริเคนนิวอิงแลนด์ใหญ่หลายลูก มีพายุหมุนเขตร้อนแอตแลนติกก่อตัว 21 ลูกในปี 1933 ซึ่งเป็นสถิติปีที่เกิดพายุหมุนเขตร้อนมากที่สุดอยู่จนปี 2005 ซึ่งเกิดพายุ 28 ลูก พายุหมุนเขตร้อนเกิดไม่บ่อยระหว่างฤดูกาล 1900–25 ทว่ามีพายุรุนแรงหลายลูกก่อตัวขึ้นระหว่างปี 1870–99 ระหว่างฤดูกาลปี 1887 มีพายุหมุนเขตร้อนก่อตัว 19 ลูก ในจำนวนนี้เป็นสถิติ 4 ลูกเกิดขึ้นระหว่างวันที่ 1 ถึง 11 พฤศจิกายนทวีกำลังแรงขึ้นเป็นเฮอริเคน ทว่า เกิดเฮอริเคนน้อยในคริสต์ทศวรรษ 1840 ถึง 1860 ทว่ามีหลายลูกพัดถล่มในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 19 รวมทั้งพายุปี 1821 ที่พัดถล่มนครนิวยอร์กโดยตรง ผู้เชี่ยวชาญด้านลมฟ้าอากาศในอดีตบางคนกล่าวว่า พายุเหล่านี้อาจมีกำลังแรงถึงระดับ 4 ทีเดียว^[184]

ฤดูกาลเฮอริเคนกัมมันต์เหล่านี้มีมาก่อนดาวเทียมครอบคลุมแอ่งแอตแลนติก ก่อนเริ่มยุคดาวเทียมในปี 1960 พายุหมุนเขตร้อนหรือเฮอริเคนจะไม่ถูกตรวจพบเว้นเสียแต่อากาศยานสำรวจไปพบเข้า หรือเรือรายงานว่าแล่นผ่านพายุ หรือพายุพัดถล่มแผ่นดินที่มีประชากรอยู่อาศัย^[181]

บันทึกตัวแทนที่อาศัยการวิจัยการศึกษาตะกอนพายุในอดีต (paleotempestology) เปิดเผยว่ากัมมันตภาพเฮอริเคนใหญ่ตามชายฝั่งอ่าวเม็กซิโกแปรผันในมาตรเวลาเป็นศตวรรษถึงสหัสวรรษ^[185][186] เฮอริเคนใหญ่ไม่กี่ลูกพัดถล่มชายฝั่งระหว่าง 3000–1400 ปีก่อน ค.ศ. และอีกครั้งระหว่างสหัสวรรษล่าสุด ช่วงสงบเหล่านี้คั่นด้วยระยะกัมมันต์สูงระหว่าง 1400 ปีก่อน ค.ศ. และปี 1000 เมื่อชายฝั่งอ่าวถูกเฮอริเคนมหันตภัยพัดถล่มบ่อยครั้งและมีโอกาสที่พายุขึ้นฝั่งเพิ่มขึ้น 3–5 เท่า ความผันแปรรอบสหัสวรรษนี้เกิดจากการเลื่อนตำแหน่งระยะยาวของอะซอสไฮ (Azores High)^[186] ซึ่งอาจเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงความเข้มของความผันแปรในแอตแลนติกเหนือ^[187]

สมมุติฐานอะซอสไฮมีว่า คาดหมายว่าจะมีรูปแบบตรงกันข้ามระหว่างชายฝั่งอ่าวเม็กซิโกและชายฝั่งแอตแลนติก ในยุคสงบ ตำแหน่งของอะซอสไฮที่อยู่ทางตะวันออกเฉียงเหนือมากกว่าจะจทำให้เฮอริเคนถูกเคลื่อนเข้าสู่ชายฝั่งแอตแลนติกมากขึ้น ระหว่างช่วงกัมมันต์สูง เฮอริเคนจะถูกเคลื่อนเข้าสู่ชายฝั่งอ่าวมากขึ้นเมื่ออะซอสไฮเลื่อนไปอยู่ในตำแหน่งทางตะวันตกเฉียงใต้มากขึ้นใกล้แคริบเบียน การเลื่อนของอะซอสไฮสอดคล้องกับหลักฐานภูมิอากาศบรรพกาลซึ่งแสดงว่าภูมิอากาศที่แห้งกว่าในเฮติเกิดขึ้นกะทันหันระหว่าง 3,200 ปี ¹⁴C ก่อนปัจจุบัน^[188] และการเปลี่ยนแปลงสู่ภูมิอากาศที่ชื้นมากขึ้นในเกรตเพลนส์ระหว่างปลายสมัยโฮโลซีน เมื่อความชื้นจากหุบมิสซิสซิปปีถูกดึงขึ้นไปผ่านชายฝั่งอ่าวเม็กซิโก ข้อมูลชั้นต้นจากชายฝั่งแอตแลนติกเหนือดูสนับสนุนสมมติฐานอะซอสไฮ บันทึกตัวแทน 3,000 ปีจากทะเลสาบชายฝั่งในเคปค้อดระหว่าง 500–1000 ปีที่ผ่านมา ไล่เลี่ยกับที่ชายฝั่งอ่าวเป็นช่วงสงบของสหัสวรรษก่อน

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

รายงานของไอพีซีซีปี 2007 สังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้หลายประการในภูมิอากาศ ได้แก่ องค์ประกอบของบรรยากาศ อุณหภูมิเฉลี่ยของโลก ภาวะมหาสมุทร เป็นต้น รายงานสรุปว่า ความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้มากกว่าที่แบบจำลองภูมิอากาศทำนายไว้ นอกจากนี้ รายงานยังพิจารณาว่ามีความเป็นไปได้ที่ความรุนแรงของพายุจะยิ่งเพิ่มขึ้นตลอดคริสต์ศตวรรษที่ 21 และประกาศว่ามีโอกาสว่ามนุษย์มีส่วนให้ความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อนมากขึ้นบ้างมากกว่าไม่มีส่วน^[189]

พี.เจ. เว็บสเตอร์และคณะเผยแพร่บทความในวารสาร ไซเอินซ์ เมื่อปี 2005 โดยพิเคราะห์ "การเปลี่ยนแปลงจำนวน ระยะเวลาและความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อน" ในช่วง 35 ปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงที่มีข้อมูลดาวเทียมแล้ว ข้อค้นพบหลักของผู้ประพันธ์มีว่า แม้จำนวนพายุหมุนลดลงทั่วโลกยกเว้นมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ แต่มีพายุหมุนกำลังแรงมากจำนวนและเป็นสัดส่วนเพิ่มขึ้น^[190]

การศึกษาเมื่อปี 2006 ขององค์การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติระบุว่า "เฮอริเคนกำลังแรงสุดในสภาพภูมิอากาศปัจจุบันอาจเทียบไม่ได้กับเฮอริเคนที่กำลังแรงยิ่งกว่าในศตวรรษหน้าเมื่อสภาพภูมิอากาศของโลกอุ่นขึ้นจากระดับแก๊สเรือนกระจกในบรรยากาศที่สูงขึ้น"^[191]

การศึกษาของเคอร์รี เอ็มมานูเอลแห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซ็ตส์ลงวารสาร เนเจอร์ เมื่อปี 2008 ชี้ว่าปรากฏการณ์โลกร้อนมีโอกาสเพิ่มความรุนแรงแต่ลดความถี่ของกัมมันตภาพเฮอริเคนและพายุหมุน^[192] เขาระบุว่าอานุภาพของเฮอริเคนที่อาจเกิดขึ้นซึ่งวัดด้วยกำลัง ระยะเวลาและความถี่ของเฮอริเคนรวมกัน "มีความแปรผันอย่างสูงกับอุณหภูมิผิวทะเลเขตร้อน โดยสะท้อนสัญญาณสภาพภูมิอากาศที่มีบันทึกอย่างดี รวมทั้งความผันแปรหลายทศวรรษในแอตแลนติกเหนือและแปซิฟิกเหนือ และปรากฏการณ์โลกร้อน" เอ็มมานูเอลพยากรณ์ว่า "ความสูญเสียที่เกิดจากเฮอริเคนจะเพิ่มขึ้นในคริสต์ศตวรรษที่ยี่สิบเอ็ดอย่างสำคัญ"^[193]

งานวิจัยที่รายงานในวารสาร เนเจอร์ ฉบับประจำวันที่ 3 กันยายน 2008 พบว่า พายุหมุนเขตร้อนกำลังแรงที่สุดกำลังทวีความรุนแรงยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งพายุเหนือมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและอินเดีย ความเร็วลมของพายุหมุนเขตร้อนกำลังแรงสุดเพิ่มขึ้นจากเฉลี่ย 225 กม./ชม. ในปี 1981 เป็น 251 กม./ชม. ในปี 2006 โดยที่อุณหภูมิของมหาสมุทรเฉลี่ยทั่วโลกเหนือบริเวณซึ่งเป็นที่ก่อตัวของพายุหมุนเขตร้อนเพิ่มขึ้นจาก 28.2 °ซ เป็น 28.5 °ซ ในช่วงเวลานี้^[194][195]

การศึกษาในปี 2017 ซึ่งศึกษาผลรวมจากอุทกภัย คลื่นพายุซัดฝั่งและอุทกภัยบนดิน (แม่น้ำ) และทำนายว่าจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากปรากฏการณ์โลกร้อน^[196][197]

นอกจากพายุหมุนเขตร้อนแล้ว ยังมีพายุหมุนอีกสองประเภทในสเปกตรัมชนิดพายุหมุน พายุหมุนชนิดดังกล่าว ที่เรียกพายุหมุนนอกเขตร้อนและพายุหมุนกึ่งเขตร้อน อาจเป็นขั้นหนึ่งซึ่งพายุหมุนเขตร้อนผ่านระหว่างการก่อตัวหรือการสลายตัว^[198] พายุหมุนนอกเขตร้อนเป็นพายุหมุนซึ่งได้รับพลังงานจากผลต่างของอุณหภูมิแนวนอนซึ่งตรงแบบพบในละติจูดสูง พายุหมุนเขตร้อนสามารถกลายเป็นพายุหมุนนอกเขตร้อนได้เมื่อพายุนั้นเคลื่อนสู่ละติจูดสูงขึ้นหากแหล่งพลังงานของมันเปลี่ยนจากความร้อนที่ปลดปล่อยจากการควบแน่นเป็นผลต่างของอุณหภูมิระหว่างมวลอากาศ ขณะเดียวกันพายุหมุนนอกเขตร้อนก็สามารถแปรสภาพเป็นพายุหมุนกึ่งเขตร้อน และเป็นพายุหมุนเขตร้อนอีกทอดหนึ่งได้ แม้พบน้อยกว่าแบบแรก^[199] เมื่อสังเกตจากอวกาศ พายุนอกเขตร้อนมีลักษณะรูปแบบเมฆ "รูปจุลภาค"^[200] พายุหมุนนอกเขตร้อนยังอาจเป็นอันตรายได้เมื่อศูนย์กลางความกดอากาศต่ำก่อให้เกิดลมแรงและคลื่นทะเลสูง^[201]

พายุหมุนกึ่งเขตร้อนเป็นระบบลมฟ้าอากาศซึ่งมีคุณลักษณะบางประการเหมือนพายุหมุนเขตร้อนและบางประการเหมือนพายุหมุนนอกเขตร้อน พายุดังกล่าวสามารถก่อตัวได้ในละติจูดแถบกว้าง ตั้งแต่ศูนย์สูตรจนถึง 50° แม้พายุหมุนกึ่งเขตร้อนมีลมกำลังเฮอริเคนน้อยครั้ง แต่อาจกลายสภาพเป็นพายุหมุนเขตร้อนโดยสภาพเมื่อแกนพายุอุ่นขึ้น^[202] จากจุดยืนปฏิบัติการ พายุหมุนเขตร้อนไม่ถือว่ากลายเป็นกึ่งเขตร้อนระหว่างการเคลื่อนผ่านนอกเขตร้อน^[203]

ในวัฒนธรรมสมัยนิยม พายุหมุนเขตร้อนปรากฏอยู่ในสื่อหลายประเภท รวมทั้งภาพยนตร์ หนังสือ โทรทัศน์ ดนตรีและเกมอิเล็กทรอนิกส์^[204] สื่อเหล่านี้มักพรรณนาพายุหมุนเขตร้อนที่เป็นเรื่องแต่งขึ้นทั้งหมดหรืออิงจากเหตุการณ์จริ ตัวอย่างเช่น นวนิยาย สตอร์ม ของจอร์จ ริปลีย์ สจวร์ต หนังสือขายยอดเยี่ยมซึ่งจัดพิมพ์ในปี 1941 เชื่อว่ามีอิทธิพลต่อนักอุตุนิยมวิทยาในการตัดสินใจกำหนดชื่อเพศหญิงแก่พายุหมุนเขตร้อนแปซิฟิก^[153] อีกตัวอย่างหนึ่งได้แก่เฮอริเคนใน เดอะเพอร์เฟกต์สตอร์ม ซึ่งอธิบายเหตุการณ์เพอร์เฟกต์สตอร์มปี 1991 จมเรือแอนเดรียเกล^[205] เฮอริเคนสมมติมีการนำเสนอในบางส่วนของโครงเรื่องซีรีส์อย่าง เดอะซิมป์สันส์ และ ซีเอสไอ: ไมแอมี^{[204][206][207][208][209][210]} ภาพยนตร์ วิกฤติวันสิ้นโลก (The Day After Tomorrow) มีการกล่าวถึงพายุหมุนเขตร้อนจริงหลายลูก และนำเสนอพายุอาร์กติก ซึ่งเป็นพายุหมุนเขตร้อน "คล้ายเฮอริเคน" แฟนซี^[211][212]

• การตั้งชื่อพายุหมุนเขตร้อน

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ พายุหมุนเขตร้อน

ศูนย์อุตุนิยมวิทยาชำนัญพิเศษประจำภูมิภาค

• US National Hurricane Center – แอตแลนติกเหนือ, แปซิฟิกตะวันออก
• Central Pacific Hurricane Center – แปซิฟิกกลาง
• Japan Meteorological Agency – แปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ
• India Meteorological Department – อ่าวเบงกอลและทะเลอาหรับ
• Météo-France – La Reunion – มหาสมุทรอินเดียใต้ตั้งแต่ 30°E ถึง 90°E
• Fiji Meteorological Service – มหาสมุทรแปซิฟิกใต้ทางตะวันตกกว่า 160°E, เหนือกว่า 25° S