Галина Железняк - Загадочные явления природы
Ученые из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США (НИЛ ВМС) при Стессисском космическом центре НАСА в штате Миссисипи зарегистрировали рекордную высоту волны в момент прохождения урагана Айвен над швартовыми НИЛ ВМС в Мексиканском заливе в 2004 году. Согласно пресс-релизу НИЛ ВМС от 4 августа, во время проводившегося НИЛ ВМС полевого эксперимента под названием «Энергетика наклона к шельфу и динамика обмена» (ЭНШДО) на океаническом континентальном шельфе в Мексиканском заливе на глубине 60–90 метров было размещено шесть профилографических швартовых (содержащих метеорологические датчики), также оснащенных волнографами и самописцами уровня моря.
Швартовый, как правило, представляет собой находящийся на морском дне тяжелый объект, от которого к поверхности моря тянется трос или кабель, прикрепленный к поплавку.
Когда ураган Айвен пронесся над этим районом в сентябре 2004 года, его глаз прошел непосредственно над четырьмя швартовыми. На том же склоне шельфа было размещено восемь других швартовых, которые, однако, не были оснащены волнографами и самописцами уровня моря.
Обычно, при столь мощных штормах океанические измерительные приборы выходят из строя, однако «ЭНШДО» успешно пережили ураган Айвен и обеспечили лучшие из когда-либо произведенных измерения океанических течений и волн непосредственно в условиях сильного урагана.
Результаты анализа данных о волнах и ветрах свидетельствуют о том, что высота волн вблизи центра урагана, скорее всего, превышала 39 метров, это были самые сильные ветра из когда-либо зарегистрированных в непосредственной близости от глаза урагана.
Ученых беспокоит ряд странных особенностей, которыми отличались три самых разрушительных урагана 2005 года. Ураганы обычно не сопровождаются грозами с молниями. В то же время эти три урагана — Катрина, Рита и Эмили, — изуродовавшие южное побережье США, были отмечены очень большой частотой молний. Эти ураганы уже заслужили название электрических.
Ученые NASA и метеорологического агентства США NOAA отмечают три особенности «электрических» ураганов: все они отличались огромной мощью, во всех трех молнии были обнаружены еще до того, как они вышли на сушу, что чрезвычайно нехарактерно для молний при ураганах вообще; кроме того, во всех трех случаях, сообщает Live Science, молнии наблюдались в окрестностях глаза урагана.
По словам Ричарда Блэксли (Richard Blackslee), сотрудника центра глобальной гидрологии и климата (GHCC) в г. Хантсвилл, штат Алабама, отсутствие молниевых разрядов при ураганах было бы вполне понятно. «В них отсутствует ключевой элемент, необходимый для возникновения молний, — вертикальная динамика воздушных масс», — поясняет он. Неясно как раз, откуда могли взяться молнии.
Правда, иногда молнии наблюдались при ураганах и раньше. Так, в 1998 году молниевые разряды были отмечены в урагане Джордж, пронесшимся над островом Эспаньола в Карибском заливе. Однако как раз в этом случае их появление можно объяснить возникновением вертикальной динамики воздушных масс под действием так называемых орографических сил, связанных с прохождением урагана над горными вершинами. «Как правило, ураганы продуцируют разряды молний при выходе на сушу», — говорит д-р Блэксли. Однако мощнейшие ураганы 2005 года сопровождались молниями еще тогда, когда под ними была лишь водная гладь без каких бы то ни было гор вообще.
Необычная мощь ураганов 2005 года, а также высокая точность, позволившая урагану Катрина разрушить крупнейший город побережья — Новый Орлеан, породила множество догадок об их природе и о том, что столь точный удар по самому, вероятно, уязвимому для стихии городу на южном побережье США был нанесен неспроста. Возникли даже спекуляции по поводу того, что «электрические ураганы» явились якобы результатом испытания секретного метеорологического оружия. Так, американский метеоролог Скотт Стивенс (Scott Stevens), готовящий сводки метеорологических прогнозов для телевидения, заявлял, в частности, что ураган Катрина был вызван искусственно. По его словам, для инициации ураганов и управления их движением могли использоваться электромагнитные генераторы, создававшиеся еще в годы холодной войны. Об этом, по его мнению, свидетельствует появление перед ураганом облачности с необычным искусственным паттерном, а также странные помехи в радиодиапазоне и даже странный маршрут движения Катрины перед ударом по Новому Орлеану. Большое количество снимков странной облачности автор оригинальной идеи представил в свое время на собственном сайте.
Можно ли бороться с ураганами и другими мощными тропическими циклонами?
Каждый год атмосферные вихри, скорость ветра в которых достигает порой 120 км/ч, проносятся над тропическими морями, опустошая побережье. В Атлантике и восточной части Тихого океана их называют ураганами, на западном побережье Тихого океана — тайфунами, в Индийском океане — циклонами. Когда они врываются в густо населенные районы, гибнут тысячи людей, а материальный ущерб достигает миллиардов долларов. Сможем ли мы когда-нибудь обуздать беспощадную стихию? Что нужно сделать, чтобы ураган изменил свою траекторию или потерял разрушительную силу?
Исследователь Росс Хоффман считает, что препятствовать ураганам можно. Он является ведущим специалистом и вице-президентом массачусетской фирмы «Исследования атмосферы и окружающей среды» (AER). Хоффман занимается объективным и сравнительным анализом данных, динамикой и радиационным балансом атмосферы, а также климатологией. Он работал в различных подразделениях NASA и в Национальном научно-исследовательском консультативном комитете по состоянию и будущим направлениям исследований и деятельности в области преобразования погодных условий в США.
Прежде чем приступить к управлению ураганами, необходимо научиться точно прогнозировать их маршрут и определять физические параметры, влияющие на поведение атмосферных вихрей. Затем можно будет заняться поисками способов воздействия на них. Пока мы еще в самом начале пути, но успехи компьютерного моделирования ураганов позволяют надеяться, что мы все-таки можем справиться со стихией.
Результаты моделирования реакции ураганов на мельчайшие изменения их первоначального состояния оказались весьма обнадеживающими. Чтобы понять, почему мощные тропические циклоны чутко реагируют на любые возмущения, необходимо разобраться, что они собой представляют и как зарождаются. Как мы уже выяснили, ураганы возникают из грозовых скоплений над океанами в экваториальной зоне. Тропические моря поставляют в атмосферу тепло и водяной пар. Теплый влажный воздух поднимается вверх, где пары воды конденсируются и превращаются в облака и осадки. При этом тепло, запасенное водяным паром во время испарения с поверхности океана, освобождается, воздух продолжает нагреваться и поднимается все выше. В результате в тропиках формируется зона пониженного давления, образующая глаз бури — зону затишья, вокруг которой закручивается вихрь.
Оказавшись над сушей, ураган утрачивает поддерживающий его тепловой источник и быстро ослабевает. Так как ураганы получают большую часть энергии из тепла, освобождающегося при конденсации водяных паров над океаном и образовании дождевых облаков, первые попытки укрощения непокорных гигантов сводились к искусственному созданию облаков. В начале 60-х годов XX века этот метод был опробован в ходе экспериментов, проведенных научно-консультативной комиссией Project Stormfury, учрежденной правительством США.
Ученые попытались замедлить развитие ураганов, увеличивая количество осадков в первой полосе дождей, которая начинается сразу за стеной глаза бури, скоплением облаков и сильных ветров, окружающих центр урагана. Для создания искусственных облаков с самолета сбрасывали йодистое серебро. Метеорологи надеялись, что распыляемые частицы станут центрами кристаллизации переохлажденного водяного пара, поднявшегося в холодные слои атмосферы. Предполагалось, что облака будут формироваться быстрее, поглощая при этом тепло и влагу с поверхности океана и замещая стену глаза бури. Это привело бы к расширению центральной спокойной зоны и ослаблению урагана.
Сегодня создание искусственных облаков уже не считается эффективным методом, так как выяснилось, что содержание переохлажденного водяного пара в воздушных массах бурь незначительно. Современные исследования ураганов опираются на предположение, связанное с теорией хаоса. На первый взгляд, хаотические системы ведут себя произвольно. На самом деле их поведение подчиняется определенным правилам и сильно зависит от первоначальных условий. Поэтому с виду незначительные, случайные возмущения могут привести к серьезным непредсказуемым последствиям. Например, небольшие колебания температуры воды в океане, смещение крупных воздушных потоков и даже изменение формы дождевых облаков, окружающих центр урагана, могут повлиять на его силу и направление движения. Высокая восприимчивость атмосферы к незначительным воздействиям и ошибки, накапливающиеся при моделировании погоды, затрудняют долгосрочное прогнозирование. Возникает вопрос: если атмосфера столь чувствительна, то нельзя ли как-нибудь повлиять на циклон, чтобы он не достиг населенных районов, или хотя бы ослабить его?
