Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде - Саймон Кинг

В мае 2016 года омега-блокирование привело к страшным наводнениям в Западной Европе: рекордные осадки выпали в Иль-де-Франсе (регион Парижа), а Сена частично затопила французскую столицу. Родственен омега-блокированию и второй тип, расщепляющее блокирование. При нем зона высокого давления находится к северу от зоны низкого и рассекает струйное течение верхних слоев, так что обе области остаются на месте, что обеспечивает установление сухой и влажной погоды соответственно.

Что такое Эль-Ниньо?

Каждые несколько лет в обычно засушливых центральных и северных регионах Чили и Перу выпадают обильные дожди. Когда случается этот парадокс, местные называют его «Эль-Ниньо», то есть «мальчик» или «дитя», а точнее – «младенец Христос», поскольку этот период чаще всего приходится на Рождество. Обычно считалось, что Эль-Ниньо происходит примерно каждые семь лет, но чем больше мы узнаем об этом погодном явлении, тем яснее понимаем, что оно происходит регулярно и имеет куда большие масштабы, чем предполагалось изначально.

Зарождение этих обложных ливней – следствие процессов, которые происходят внизу, в глубинах холодных вод прилежащей области Тихого океана. Эль-Ниньо начинается, когда прогреваются воды у берегов Чили и Перу. Известное своей низкой температурой течение Гумбольдта, которое движется с юга из холодных широт, смешивается с более теплым экваториальным контртечением, продвигающимся к югу. Обычно холодные океанические воды охлаждают воздух над ними, так что в области течения возникает меньше тепловой энергии и образуется меньше облаков. Хотя в этом регионе часто образуются туманы, дожди здесь идут редко, о чем свидетельствует расположенная неподалеку пустыня Атакама – одно из самых засушливых мест на Земле. Почвы в этой части Чили и Перу сухие, истощенные и покрытые пылью – в них отсутствуют необходимые для поддержания жизни питательные вещества. Растительность здесь скудная; зато в холодном океане к западу вода обогащена кислородом и питательными веществами и буквально кишит жизнью. Местная экономика основана на рыбной ловле – прежде всего на добыче анчоусов.

Иногда холодное течение Гумбольдта ослабевает, когда навстречу ему текут теплые воды с севера (иными словами, когда начинается Эль-Ниньо); тогда над ним собираются темные, похожие на луковицы облака, и разверзаются хляби небесные. Сухая почва не может справиться с огромными объемами воды, которые полностью ее затопляют. Это сложное время для местного населения: наводнения и последующие оползни могут лишить людей крова и даже жизни. Хотя Эль-Ниньо дает местным жителям крайне необходимую воду, приток теплой морской воды из экваториальных областей наносит вред рыбе. Что с нею происходит дальше – вопрос дискуссионный: одни считают, что рыба погибает в слишком теплой воде, другие – что она мигрирует на юг, туда, где похолоднее.

Почему в этой части Тихого океана так холодно?

Шведский океанограф Вагн Вальфрид Экман обнаружил, что ветер перемещает морскую воду и лед, причем не только поверхностные слои. Особенно это характерно для Южного полушария, где южный ветер гонит поверхностные воды океана на 45 градусов влево от направления ветра, то есть к северо-западу, иными словами – прочь от побережья Южной Америки. Дело здесь в том, что вращение Земли приобретает дополнительную результирующую силу, известную как сила Кориолиса. Ее влияние распространяется на определенную глубину, так что океанические воды забирают влево до 90 градусов – таким образом, наблюдается сильное течение на запад, от берега. Это явление получило название экмановской спирали. Обратная картина имеет место в Северном полушарии, где преобладающие ветра отклоняют поверхностные течения на 45 градусов вправо к направлению ветра, а толщу воды – вплоть до 90 градусов вправо.

Юго-восточные пассаты в этой части мира дуют на север, вдоль восточного побережья Южной Америки. Эта теория объясняет тот факт, что не только поверхностные океанические течения отклоняются на 45 градусов от береговой линии, но и значительные глубинные течения отходят от нее на 90 градусов, что вызвано ветрами и силой Кориолиса. В процессе холодные воды из глубин океана перемешиваются с более теплыми водами поверхности. Этот процесс называется апвеллингом и обеспечивает постоянный приток холодной, богатой кислородом и питательными веществами воды. Вот почему океан здесь буквально кишит жизнью, а над холодными водами стоит устойчивая погода.

У Эль-Ниньо (исп. «мальчик») есть сестричка, Ла-Нинья (исп. «девочка»). Ла-Нинья – название, данное значительному дополнительному охлаждению вод в юго-восточной части Тихого океана: здесь вода еще холоднее, чем этого следовало бы ожидать. Вот уже несколько десятилетий фазы потепления и охлаждения в этой части океана носят эти названия – Эль-Ниньо (потепление), нейтральная (обычная температура океана, то есть холодная), Ла-Нинья (сильное охлаждение), – а также множество переходных случаев. Эль-Ниньо – это не просто локальное обращение вспять океанических течений, которое, взаимодействуя с нижними слоями атмосферы, приносит бури на северо-западное побережье Южной Америки, да и воздействие его не ограничивается Перу и частью Чили. Это часть более крупного явления, которое именуется ENSO (El Niño – Southern Oscillation, Эль-Ниньо – Южная осцилляция) и действует на протяжении несколько тысяч километров в южных тропических широтах Тихого океана. Его влиянием объясняются многие погодные аномалии по всему миру.

Ячейка Уокера – это поток воздуха, который при обычном, «нейтральном» сценарии движется с востока на запад в южной части Тихого океана – из зоны высокого давления на юго-востоке океана в зону низкого давления над Юго-Восточной Азией и северо-востоком Австралии. Здесь воздух поднимается вверх и отправляется назад в Южную Америку, где ячейка замыкается, и все повторяется заново. Представьте себе Южную Америку с одной стороны и Юго-Восточную Азию – с другой, а над ними небо. Воздух циркулирует здесь по часовой стрелке, образуя правильный прямоугольник: поток спускается к поверхности над Перу и Чили, затем следует на запад над поверхностью океана, где поднимается вверх над северо-востоком Австралии и Юго-Восточной Азией. Здесь воздух направляется через океан к востоку, но на этот раз на большей высоте, где и доходит до исходной верхней точки над Южной Америкой. Нарисуйте дождь над Юго-Восточной Азией и солнце над Перу и Чили – и вы получите полное представление об этом механизме. Нисходящий воздух препятствует формированию осадков, отсюда солнечная погода и пустыня Атакама. Восходящий воздух образует облака и приводит к дождям – такова обычная погода для тропических регионов северо-востока Австралии и Юго-Восточной Азии. Таков типичный сценарий.

Однако во время Эль-Ниньо картина наблюдается обратная. В Чили и Перу идет дождь, поскольку воздух сначала поднимается вверх (из-за низкого давления), а затем, уже на некоторой высоте, отправляется на