Природа урагана

Природа урагана

Условия возникновения тропического циклона, превращающегося в ураган, определены достаточно ясно. Прежде всего это высокая температура воды — не ниже 26 °С. Дело в том, что при интенсивном испарении влаги с поверхности океана происходит напитывание вихря водяным паром. Другое — не слишком явное, но также необходимое условие— это небольшой перепад скорости ветра по высоте вихря, что не позволяет ему разделиться на мелкие циклоны. Указываются и различные дополнительные факторы, например значительная разница температур поверхности океана, концентрация кучевых облаков и др. Есть основания утверждать, что присутствует взаимосвязь между ураганами и остальными погодными явлениями — движением ветров в стратосфере, образованием дождей в Западной Африке, феноменом Эль-Ниньо (о загадочном потеплении воды в Тихом океане — чуть ниже).

Создание моделей развития ураганов имело свою специфику. Сначала это были объяснения сути явления по общим предпосылкам без углубления в детали; затем уже появилась физическая обусловленность отдельных элементов теории, базирующаяся на известных процессах теплообмена между атмосферой и океаном. Впрочем, развилась и другая крайность — чрезмерная детализация.

Как ни странно, но наибольшее соответствие наблюдениям было у моделей «среднего уровня», т. е. тех, которые описывали механизм циклона не слишком подробно, но и не в общих чертах, со средней степенью детализации. Чем больше в модели особой изощренности, тем менее она правдоподобна. По всей видимости, излишняя проработанность не оставляла места чему-то важному и незримому, а в достаточно простых моделях было нечто, не запланированное их создателями. В общем виде такие эксперименты правильно представляли стадии эволюции возникшего шторма и то, как стихия набирает энергию.

По сути дела ураган являет собой некую автономно развивающуюся термодинамическую систему с двумя температурными уровнями (высокий уровень отражает температуру поверхности воды, а низкий уровень связан с верхним слоем тропосферы) и теплоносителем, в роли которого выступает испаряющаяся вода. Ураган подпитывается от тепловой энергии океана, поэтому когда он движется над водой, его сила увеличивается, однако на суше ему брать энергию уже неоткуда, поэтому в течение нескольких дней он слабеет и пропадает. Впрочем, этого времени вполне хватает для причинения значительного вреда. Разрушительная сила данного явления природы заключается в огромной скорости ветра, а также в проливных дождях, приводящих к наводнениям, селям и обвалам.

Хотя модели развитого шторма, который преобразуется сначала в ураган, а потом в главный ураган, адекватно отражают реальные процессы, все же над некоторыми моментами ученым еще предстоит поломать голову. Так, открытыми остаются вопросы: по какой причине ураганы появляются в строго определенных местах — в Атлантике у берегов Западной Африки, в Тихом океане около Филиппин и Индонезии; почему только некоторые тропические циклоны становятся ураганами, причем в определенный момент времени, тогда как вроде такие же по виду тропические циклоны не переходят грань, отделяющую их от превращения в ураган? К тому же до сих пор неясен принципиальный механизм образования циклона, поскольку в какой-то момент термодинамическая система урагана начинает работать «на автомате». Предполагается, что для этого требуется начальная встряска, своего рода спусковой крючок, при нажатии на который порождается первичный автономный вихрь.