Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Постоянно находясь в поисках возможностей для новых наблюдений, Малкус вскоре осознала, что исследования ураганов могут стать продолжением ее исследования облаков. В 1954–1955 гг. на восточное побережье США обрушилась череда мощных ураганов – «Кэрол», «Эдна», «Хейзел», «Конни» и «Иона», – которые привели к гибели почти 400 человек и нанесли материальный ущерб более чем на $6 млрд (по курсу 1983 г.). После этого конгресс выделил средства на запуск Национального проекта по исследованию ураганов, который возглавил метеоролог Роберт Симпсон. В годы войны он был синоптиком и помогал основать военную метеорологическую школу в Панаме. Перед новой правительственной программой были поставлены важные задачи: провести более фундаментальные исследования в области формирования, структуры и динамики ураганов, разработать средства улучшения их прогнозирования и – самая амбициозная из всех задач, напрямую перекликавшаяся с прежними планами в отношении суперкомпьютеров, – научиться искусственно воздействовать на эти стихийные бедствия [222] Richard Anthes, «Hot Towers and Hurricanes: Early Observations, Theories and Models,» in Wei-Kuo Tao, ed., Cloud Systems, Hurricanes, and the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM): A Tribute to Joanne Simpson (Boston: American Meteorological Society, 2003), 139. . Правительственное финансирование означало самолеты, а самолеты, в свою очередь, означали, что ученые впервые получат неограниченный доступ к непосредственному наблюдению за тропической атмосферой – от поверхности океана до самой стратосферы.

Малкус поняла, что этот проект может стать платформой для экспериментальных исследований, которые позволят пролить свет на столь интересовавшую ее связь между облаками и атмосферной динамикой. В 1956 г. она полетела в Майами, где встретилась с Бобом Симпсоном. Это был шанс наконец-то превратить метеорологию в экспериментальную – в подлинном смысле этого слова – науку, со строгим подходом к документации и контролю, которого недоставало предыдущим экспериментам по засеву облаков.

Новый национальный проект запустили, чтобы дистанцировать исследования ураганов от работы Шефера, в которой было слишком много интуитивных предположений и слишком мало настоящей науки. Однако начать все с чистого листа оказалось невозможно. Память об урагане, обрушившемся на Джорджию, предположительно в результате вмешательства, оказалась слишком свежа, и, когда пришло время провести в Атлантическом океане границы, где допускалось искусственное манипулирование ураганами, была проявлена чрезмерная осторожность. В результате для засевов отвели зону, через которую за сезон проходили всего один-два урагана.

Тем не менее возможность получить в свое распоряжение специально оборудованные для метеорологических целей самолеты выглядела слишком заманчивой, чтобы упустить ее, и к тому же, хотя до этого Малкус занималась изучением облаков, она считала эти явления очевидно связанными между собой. «Я подумала – вот здорово, мне тоже стоит этим заняться! В конце концов, ураганы – это системы тропических облаков. Облака каким-то образом собираются в такие системы и приобретают разрушительную силу. Почему и как это происходит?» [223] Simpson Oral History, 14. Она начала читать об ураганах и очень скоро поняла, как разработанная ею и Рилем гипотеза «горячих башен» может объяснять механизм их возникновения.

Ее внимание привлек так называемый глаз урагана – «относительно спокойная область в его центре, окруженная яростными ветрами». Интересно, подумала она, чем объясняется это явление? На тот момент данные об ураганах были довольно скудными, поскольку получать их с помощью самолетов и радиозондов было довольно сложно. Малкус изучила имевшиеся данные, в том числе фильм, снятый исследователями из Массачусетского технологического института, которые впервые использовали метеорологический радиолокатор для исследования ядра урагана «Эдна» в 1954 г. Внимательно посмотрев фильм, она поняла, что бóльшая часть воздуха в центре урагана исходит из окружающей «глаз» мощной стены облаков [224] Simpson Papers, MC 779, Simpson 3.10, MalkusRiehl collaboration and Note-books, 8–10, 10. . Вместе с Рилем они разработали модель развития урагана, наглядно демонстрирующую важную роль океана как «дополнительного» источника тепла [225] Joanne Malkus and Herbert Riehl, «On the Dynamics and Energy Transformations in Steady-State Hurricanes,» Tellus 12, no. 1 (1960): 1–20; Herbert Riehl and Joanne Malkus, «Some Aspects of Hurricane Daisy, 1958,» Tellus B 12, no. 2 (May 1961): 181–213. .

Пока Малкус размышляла о формировании ураганов, Роберт Симпсон думал о том, как на них можно воздействовать. Он предположил, что если засеять определенные ключевые облака (эквиваленты «горячих башен») в центре урагана, то можно заставить его превратиться в грозу, тем самым ослабив силу ветра и мощь бури. Свою теорию Симпсон смог проверить на практике 16 сентября 1961 г., когда самолет морской авиации сбросил содержимое восьми канистр йодистого серебра в глаз урагана «Эстер». В результате ветер, вместо того чтобы продолжать усиливаться, сохранял постоянную интенсивность. Наблюдения за ураганом велись одновременно с шести самолетов, что позволило детально зафиксировать его реакцию на засев. Эти синхронные радиолокационные наблюдения показали небольшое уменьшение кинетической энергии в глазе. На следующий день была сброшена еще одна порция йодистого серебра, но оно не попало в глаз. Наблюдения показали, что буря сохранила ту же интенсивность, что и после засева накануне. Разница в развитии бури в ответ на засев и его отсутствие в последующие дни позволила исследователям сделать вывод, что засев был успешным. В статье для Scientific American они с нескрываемой гордостью написали, что, вместо того чтобы «просто наблюдать» за формированием стихии, они попытались «вмешаться в критическую область, в которой тонко сбалансированные силы поддерживают созревание урагана». Они не преминули указать на новизну своей работы, отметив, что эти эксперименты были одними из немногих, «когда-либо осуществленных на атмосферном явлении, превышающем величиной одно кучевое облако». Несмотря на потенциальные риски, имелись весомые причины продолжать эксперименты с ураганами. Трансформация исследования ураганов из «наблюдательной дисциплины в экспериментальную» обещала, прежде всего, значительно продвинуться в прогнозировании.

Но прогнозирование было только началом. Ураганы как нельзя лучше подходили для проверки предположений о погодных и климатических воздействиях. Именно из-за их невероятной мощи любая попытка повлиять на ураганы была обречена на провал, если только воздействие не было выверено с максимальной точностью. Таким образом, если теория позволяла изменить ураган, это, скорее всего, означало, что она верна, если же нет – это свидетельствовало о ее ошибочности. По этой причине эксперименты с модификацией ураганов были идеальны для проверки подобных теорий, а если бы ученым в конечном итоге удалось понять механизм ураганов и способы воздействия на него, то человечество получило бы власть над ошеломляюще мощным источником энергии. Проблема, однако, заключалась в том, что на практике сложно было оценить, насколько успешным оказалось вмешательство. Как понять, что оно изменило поведение урагана, если вы не знаете, как он повел бы себя в отсутствие вмешательства?