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

Что такое погодная бомба?

Если вы слышите выражение «погодная бомба», то, возможно, сразу представляете, как правительства или организации стараются овладеть силами погоды, чтобы изготовить бомбу и куда-нибудь ее сбросить, например, наслать на какой-нибудь город ураган или торнадо. Идея использовать энергию урагана или молний не так уж утопична, но сделать из нее бомбу?! Итак, что же такое погодная бомба на самом деле? Ее подлинное метеорологическое название – взрывной циклогенез – может помочь в этом разобраться.

Вы, наверное, уже слышали о тропических циклонах – масштабных деструктивных погодных системах, существующих в тропическом поясе мира; вариациями таких тропических циклонов являются ураганы и тайфуны. Существуют и нетропические циклоны – это области низкого давления, образующиеся в средних широтах. Хотя они формируются не так, как их тропические родственники, основной принцип их работы одинаковый: воздух в центре области низкого давления вращается по часовой стрелке (в Северном полушарии) или против часовой стрелки (в Южном полушарии). Этот приток воздуха на поверхность приводит к конвергенции, так что воздух начинает подниматься вверх. Именно такое развитие и укрепление циклонов мы и называем циклогенезом.

Рождение бури

Мы должны начать рассказ с полярного струйного течения – быстро движущейся высоко в атмосфере полосы воздуха, которая извивается над средними широтами. Она перемещается со скоростью 250–300 километров в час на высоте 9–12 километров, и именно этот быстрый ветер отделяет холодный воздух с полюсов от теплого воздуха тропиков. Извиваясь, он перераспределяет теплый и холодный воздух по регионам. Для Великобритании наибольшее значение имеет движение этого струйного течения вокруг Северной Америки и через Атлантику. Если течение сильно отклоняется к северу или югу, у поверхности начинаются небольшие колебания – конвергенция и дивергенция: воздушные потоки либо сходятся, либо расходятся. Если говорить о зонах низкого давления, то нас больше интересуют зоны конвергенции. Когда воздушные потоки сходятся, единственное направление, в котором воздух может проследовать дальше – вверх. Восходящее движение воздуха создает область низкого давления у поверхности, и именно в этот момент формируется циклонная погодная система.

При подходящих исходных условиях атмосферы эта только что образовавшаяся небольшая область низкого давления продолжает расти и развивается в циклонную погодную систему средних широт. Образуются холодный, теплый и окклюдированный фронты. Весь процесс циклогенеза от рождения до зрелости обычно занимает от трех до пяти дней. Однако если струйное течение особенно сильное и в нем имеются значительные колебания, то этих условий уже достаточно для циклогенеза. Воздух быстро поднимается вверх, а давление у поверхности так же быстро падает. Если давление снижается более чем на 24 миллибар за 24 часа, этот процесс называют «взрывным циклогенезом». Другое его название – «рождение бомбы» или «погодная бомба». Порой жестокая буря в средних широтах рождается буквально из ничего за сутки-другие.

Хотя термины «взрывной циклогенез» и «погодная бомба» используются в метеорологии десятилетиями, ведущие газеты и социальные сети заинтересовались ими лишь в последнее время. Часто можно встретить тревожные заголовки или посты о «погодных бомбах» с описанием самых апокалиптических сценариев. В реальности же подобные бури постоянно случаются в средних широтах, и по большей части это просто неприятные погодные явления, вызывающие высокие волны, сильные ветры и дожди. Не то чтобы мы хотели сказать, что этого всего не надо опасаться. Поскольку они образуются очень быстро, модели компьютерного прогнозирования не всегда справляются с предсказанием и отслеживанием погодных бомб. Мы часто можем с уверенностью предсказать наступление штормовой погоды с потенциально разрушительными ветрами. Однако необходимо постоянно проверять наши прогнозы, поскольку данные о том, где и когда погодные условия окажутся наиболее суровыми, могут меняться.

Среди погодных бомб, поражавших Великобританию в обозримом прошлом, можно назвать ураган «Дорис» (февраль 2017 года), в ходе которого погибла женщина, и еще два человека получили тяжелые травмы. Скорость ветра в горах Северного Уэльса доходила до 42 м/с, а в низинах составляла 27–34 м/с. Тысячи домов остались без электричества, значительный ущерб понесла дорожная инфраструктура.

Другой печально известной погодной бомбой была Великая буря 1987 года, которая прошлась по югу Великобритании. Компьютерные модели того времени не смогли отследить распространение бури, и предупреждений не появлялось, пока не стало слишком поздно. Порывы ветра доходили до 45 м/с, что привело к смерти 18 человек и падению по меньшей мере 15 миллионов деревьев.

Где находится полоса штилей?

Полоса штилей – это экваториальная зона океана, в которой ветры обычно спокойны, однако порой могут сменяться внезапными сильнейшими бурями, а также непредсказуемо менять направление. Полоса штилей занимает пояс между 5 градусами северной широты и 5 градусами южной широты. Когда моряки говорили о полосе штилей, они опасались вовсе не промедления в плавании: полоса штилей, по слухам, вообще могла не позволить кораблю добраться до места назначения. Проблема была не в том, что корабли с грузами опаздывали: вступление в полосу штилей резко снижало шансы на выживание. «Сказание о старом мореходе»[17] удивительно точно описывает болезненное и мучительное плавание в полосе штилей.

Погода в море в принципе часто бывает экстремальной: в открытом океане снижается эффект трения, так что ветры дуют сильнее. Над теплыми тропическими водами происходит глубокая конвекция воздуха, и часто возникают опаснейшие бури с громами, молнией и штормовыми ветрами. Но полоса штилей – нечто совершенно иное. Это капризное, переменчивое создание, которое завлекало моряков в зону видимого спокойствия, без доминирующих ветров или сильных океанических течений, мешая добраться до дальних берегов. Воздух здесь поднимается вертикально, вместо того чтобы двигаться по горизонтали. Однако эта зона характеризуется не только спокойной погодой. Тропический воздух насыщен влажностью и крайне нестабилен. Бури начинаются буквально из ниоткуда, атмосфера наэлектризована и в любое мгновение готова вспыхнуть и разразиться грозой. И тогда в каждую секунду ветер может задуть в каком угодно направлении, но его хаотические порывы и удары молний лишь вредят кораблю, никак не способствуя его продвижению.

Полоса штилей – одно из проявлений более крупного глобального феномена, существующего в этих тропических широтах – внутритропической зоны конвергенции. Чтобы понять свойства полосы штилей, мы должны сперва получше разобраться в характеристиках внутритропической зоны конвергенции. Как следует из ее названия, это зона шириной в несколько тысяч километров, где происходит конвергенция воздуха. Здесь сходятся друг с другом два типа пассатов – одни пассаты дуют в сторону экватора с севера, другие – в сторону экватора с юга. Те и другие слегка отклоняются силой Кориолиса в восточном направлении.