Максим Жмакин - Природные катастрофы, потрясшие мир

Адмирал Бофорт в 1802 г. предложил своеобразную классификацию: под штормом он имел в виду тропический циклон со скоростью ветра свыше 17 м/с, под ураганом — более 33 м/с (не выдерживают и рвутся паруса), в главном урагане воздух движется со скоростью более 50 м/с (200 км/ч). Причем отмечалось, что максимальная скорость ветра могла достигать 550 км/ч.

В 1831 г. молодой американский исследователь У. Редфилд впервые свел воедино собранную информацию об ураганах в Атлантике, сделал правильное их описание как единых спиральных структур, а также создал циркуляционную модель тропических циклонов.

Однако полноценное и всестороннее изучение этого явления, с которого и начались попытки взять ураганную силу под контроль, стало возможным лишь в XX столетии, а наиболее полно — во 2-й его половине, когда на околоземную орбиту были выведены спутники. Они помогли зафиксировать этапы становления и развития ураганов и определить их маршруты. Сейчас функционирует широкая сеть служб наблюдений за ураганами.

Надо сказать, что разрушительные ураганы и раньше приводили к немалым жертвам, однако в конце XX в. частота и интенсивность этих стихийных бедствий увеличились: материальный ущерб стал исчисляться миллиардами долларов, а жертвы среди людей — многими тысячами. В этом смысле больше страдают страны Карибского бассейна, Центральной Америки и США. Здесь со страхом ждут ежегодного сезона ураганов. Причем в последнее время имеют место целые цепочки ураганов, которые следуют друг за другом по одному пути.

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.

В 1980-х гг., когда необходимые условия возникновения ураганов были определены и выработаны «благоприятные» для людей модели их развития, имели место неоднократные попытки использовать все доступные технические средства для обуздания урагана или по крайней мере — уменьшения опасности. Например, пробовали «лишить» стихию силы до того, как она подойдет к населенным районам, или сменить курс ее движения.

В центре вихря выделяют особую часть, так называемый глаз урагана, диаметром более 40 км, окруженную непроницаемой завесой облаков и отчетливо заметную на фотоснимках, сделанных со спутника.

Недалеко от некоторых американских штатов (Флориды, Луизианы, Техаса), где разгул воздушных стихий случается часто, на ураган пробовали воздействовать через этот глаз: обстреливали его мощными зарядами, в частности скидывали туда йодные вещества, чтобы вызвать искусственное выпадение осадков. Подобная практика существует в Москве при приближении дождевых облаков во время проведения различных торжеств в столице.

Несмотря на то, что в США ураганы приходят часто и терроризируют местных жителей с момента основания страны, официальные власти озаботились оказанием помощи пострадавшим от стихии районам только в 1930-х гг. Хотя американцы и возмущались инертностью госструктур в борьбе со стихией, систематическая работа в этом плане была налажена лишь в 1970-е гг.

Ученые рассчитывали на то, что без водяного пара механическая сила урагана иссякнет, но не тут-то было. Чтобы снизить температуру в урагане, на его пути даже размещали айсберги, в спешном порядке отбуксированные от берегов Гренландии. Ураган как будто не замечал препятствия — настолько они были незначительными по сравнению с его гигантской жизненной энергией.