Планета бурь - [40]

Наиболее тяжелые предметы поднимаются вихрем на небольшую высоту и затем отбрасываются в сторону, мелкие же втягиваются в облако.

Мощный смерч разрушает на пути своего движения дома, вырывает с корнем деревья. Известно много случаев, когда смерч поднимал на несколько секунд в воздух людей и домашних животных. Однажды на одном из переездов подмосковной железной дороги смерч перенес на новое место железнодорожную будку вместе с путевым обходчиком.

Истощив свою энергию, смерч выбрасывает из облаков втянутые туда предметы. Именно этим и объясняются неоднократно наблюдавшиеся дожди из сельдей, медуз, лягушек, черепах. Если смерч втягивает в облако из прудов и болот красного цвета растения или микроорганизмы, наблюдаются «кровавые» дожди.

Наиболее часто смерчи наблюдаются в странах с тропическим климатом (особенно в районе Мексиканского залива) в жаркую весеннюю и летнюю погоду. В нашей стране смерчи нередко появляются во время весенне-летних гроз на Черноморском побережье Кавказа.

Смерчи возникают при встрече воздушных потоков с достаточно различными скоростями движения, особенно в тех частях этих потоков, где сильнее проявляется необходимое для вихреобразования трение между слоями воздуха. В своем подавляющем большинстве смерчи имеют небольшую энергию, быстро исчезая после возникновения, не успев причинить существенный вред.

Каждый год атмосферные вихри, скорость ветра в которых достигает порой 100 и более километров в час, 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 густонаселенные районы, гибнут тысячи людей, а материальный ущерб достигает миллиардов. Сможем ли мы когда-нибудь обуздать беспощадную стихию? Что нужно предпринять, чтобы ураган изменил свою траекторию или потерял разрушительную силу?

Считается, что русское слово «смерч» происходит от «сумрак», поскольку смерчи связаны с черными грозовыми тучами. А вот американское наименование вихря – торнадо – возникло от испанского «торнадос», что означает «вращающийся».

Прежде чем приступить к управлению ураганами, необходимо научиться точно прогнозировать их маршрут, а для этого понадобится умение максимально точно вычислять все их возможные характеристики, влияющие на поведение атмосферных вихрей. И здесь в первую очередь опять придется обратиться к главной героине нашего рассказа – воде, содержащейся в грозовых облаках. Именно знание плотности, температуры и общего объема водяного пара определяет успехи компьютерного моделирования ураганов, позволяя надеяться, что когда-нибудь мы обязательно можем справиться со стихией. Тут главное – не пропустить момент зарождения первых водяных вихрей, когда все еще неустойчиво и неопределенно, так что сравнительно небольшие воздействия способны укротить развитие природного катаклизма и направить его по мирному пути.

Поскольку 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. Ученые пробовали 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.

Современные исследования ураганов, как и многих других атмосферных аномалий, основываются на отдельных положениях теории хаоса. На первый взгляд хаотические системы ведут себя достаточно произвольно, но на 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, кружащихся близко к центру 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-то повлиять на циклон, чтобы он не достиг населенных районов или хотя бы ослаб?

При построении моделей состояние атмосферы определяют по полному перечню переменных, характеризующих давление, температуру, относительную влажность, скорость и направление ветра. Конкретный набор значений всех параметров во всех точках сетки называется состоянием модели, которое вычисляется для последовательных моментов времени, разделенных небольшими промежутками – от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от разрешающей способности модели. Учитывается движение ветра, процессы испарения, выпадения осадков, влияние поверхностного трения, инфракрасного охлаждения и нагревания солнечными лучами.