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

В первые годы перед охотниками за ураганами ставилась задача влететь в бурю с набором инструментов на борту, посредством которых измерялись атмосферное давление и скорость ветра во всех районах бури. Эти измерения позволяли оценить ее интенсивность и обеспечить данными модели компьютерного прогнозирования, которые должны были предоставить прогноз по маршруту и развитию бури. Одно дело – просто влететь в развивающуюся тропическую бурю с ветрами, развивающими в центре скорость около 30 м/с. И совсем другое – влетать в глаза крупнейших ураганов, где устойчивая скорость ветра могла составлять более 70 м/с, а порывы – гораздо сильнее.

Вы можете подумать, что эти люди сумасшедшие: действительно, кто захочет по доброй воле отправиться в самое сердце самой разрушительной погодной системы на Земле? Однако они вовсе не безумцы, гоняющиеся за славой, это вполне прагматичные люди. Главное для них – избежать в буре серьезной турбулентности, тех вертикальных потоков воздуха, которые порой доставляют нам неприятности во время обычных рейсов гражданской авиации. Внутри урагана эти вертикальные ветры теоретически могут даже оторвать самолету крылья. Пилоты могут определить сильную турбулентность при помощи бортовых приборов и облететь ее. Хоть после этого они и будут лететь посреди сильных порывов ветра вплоть до 72 м/с в самых мощных ураганах, все-таки это будут прямые ветры, которые не должны представлять проблем и для пилотов пассажирских самолетов.

Конечно, нельзя сказать, что полеты в ураганах вообще не представляют никакой опасности. Охотник за ураганами Джек Пэрриш из Национального управления по исследованию океанов и атмосферы рассказал нам, что с детства интересовался метеорологией, и стать охотником за ураганами представлялось ему недостижимой мечтой – примерно как любить космос и мечтать стать астронавтом. О своем первом урагане 1980 года по имени «Аллан» он вспоминал, что в первый день пролет через глаз бури показался ему не намного сложнее обычного полета на пассажирском самолете. Однако второй день был куда более экстремальным. Сильная турбулентность сдвинула с места большую часть инструментов на борту, и они начали летать по кабине, в итоге день в основном прошел в попытках водворить их на место.

Охотниками за ураганами становятся либо пилоты Национального управления по исследованию океанов и атмосферы, либо пилоты эскадрильи погодной разведки ВМФ США. Те и другие собирают отличную друг от друга метеорологическую информацию, а в составе экипажа есть и метеорологи, и инженеры. Два пилота летят вперед, а пилотажный директор координирует миссию, консультируясь с ведущими метеорологами. Члены экипажа следят за показаниями приборов и сбрасывают метеозонды. Это трубки примерно с метр длиной, в них находятся датчики погоды и GPS-датчики. Из хвостового отсека самолета их сбрасывают прямо в бурю или ураган, что позволяет измерить давление, температуру и влажность, а GPS-датчик позволяет определить скорость и направление ветра. В заранее определенных точках сбрасывается около 50 таких зондов, и ученые могут получать данные в реальном времени. Когда охотники за ураганами проходят через глаз урагана, сбрасываемый ими зонд в конце концов оказывается в океане, предварительно отправив исследователям данные о давлении в центре.

Еще один ветеран охоты за ураганами, доктор Хью Уиллоуби, рассказал нам о худшем моменте в своей практике, когда в 1989 году он влетел в ураган «Хьюго». В районе его центра бушевала серьезная турбулентность, и у них отказал мотор! Кружа на трех моторах в зоне относительного спокойствия, они стали запускать плановые для такой чрезвычайной ситуации процедуры и искать пути выхода из урагана, чтобы избежать еще большей турбулентности. К счастью, их коллеги из другого самолета охотников за ураганами, тоже проводивших наблюдения за «Хьюго», смогли вывести их в зону незначительной турбулентности. Сейчас появление спутников значительно упрощает измерения, отслеживание и прогнозирование этих бурь, однако охотники за ураганами все еще играют важную роль в процессе. Если имеется информация о том, что ураган должен пройти по суше, охотники за ураганами выполняют множество заданий, вылетая в район бури, проводя измерения внутри бури, над ней и под нею. Полученные данные в реальном времени отсылаются для анализа метеорологам Национального центра ураганов в Майами. Эти новейшие данные становятся основой для компьютерных моделей прогнозирования ураганов и в итоге позволяют повысить точность прогнозирования маршрута и интенсивности бури.

Что такое штормовая волна?

Когда тропический циклон опускается на сушу, мы часто полагаем, что самое сильное воздействие окажет ветер. Однако самой опустошительной оказывается штормовая волна: она вызывает наводнение в прибрежных районах. Штормовые волны могут превышать 2–4 метра в высоту, а морская вода затопляет сушу на многие километры, так что неудивительно, что именно штормовые волны оказываются основным поражающим фактором циклона.

Как можно судить по самому названию, штормовая волна – это водяная волна, вызванная штормовыми системами, будь то масштабные тропические циклоны или менее крупные зоны низкого давления, образующиеся в средних широтах.

Надводные области низкого давления повышают уровень воды, но незначительно. На каждый миллибар падения давления приходится 10 миллиметров повышения уровня моря. Даже если не учитывать статистический шум от локального состояния моря или волн, то поверхность океанов и морей не остается неизменной, но варьирует в зависимости от распределения давления воздуха. Проще говоря, когда зона низкого давления оказывается над сушей, она вызывает значительное повышение уровня моря и вода обрушивается на берег, что может привести к затоплению. И это лишь одна часть общей картины.

Другое важное соображение – направление и сила ветра. Положение зоны низкого давления может направлять ветры в сторону берега, и в этом случае они гонят на сушу огромные массы воды. Чем сильнее ветер, тем мощнее волны. Если у побережья мелко, это тоже повышает вероятность наводнения.

Самая мощная штормовая волна за последнее время была вызвана в 2005 году крупным ураганом 5 категории – «Катрина», который разгонялся до 78 м/с. Сегмент бури, который направлял ветры прямо на берег, находился на правом фланге урагана, а именно там штормовая волна обычно самая сильная. Ураган налетел на западную и центральную часть дельты Миссисипи. Восьмиметровые волны проникли вглубь суши на 10 км, а по рекам и заливам – на все 20 км. Сильно пострадал Новый Орлеан. Наводнение и последующие разрушения были вызваны уничтожением более 50 дамб по всему городу. Катастрофа затронула более 80 % города. Дамбы были рассчитаны лишь на ураган 3 категории.

Большие штормовые волны не всегда связаны с тропическими циклонами. Зимой 1953 года Великобритания, Нидерланды и Бельгия пострадали от огромной штормовой волны: затоплены оказались большие территории, а более 2000 человек погибли. Причиной стала