Джером Биксби - На суше и на море [1970]

Внимание к тропической метеорологии вытекает из интересов общего развития экономики, которому могло бы способствовать более рациональное и полное использование ресурсов тропических областей. Оно стало реальной действительностью в послевоенные годы и потребовало от метеорологов новых данных, как и ускорения решения старых метеорологических проблем.

Вопросы тропической метеорологии уже давно занимают значительное место в планировании всей деятельности Всемирной метеорологической организации (ВМО) ООН и, в частности, в связи с проектированием Всемирной службы погоды, с развитием национальных метеорологических служб новых африканских государств.

После второй мировой войны ВМО много было сделано для обобщения результатов, полученных различными учеными при исследовании природы и происхождения тропических циклонов, струйных течений восточного направления над Индийским океаном и Африкой; по прогнозу муссонов и т. д. Для этого были организованы специальные обсуждения отдельных вопросов тропической метеорологии на международных симпозиумах в Нью-Дели в 1957 году, в Найроби в 1958 году, в Мехико-Сити в 1963 году и в Роторруа (Новая Зеландия) в 1964 году.

В метеорологии существует одна, хотя и частная, но чрезвычайно острая проблема, в разрешении которой заинтересованы жители тропиков и моряки разных стран — тропические циклоны.

Интерес к тропическим циклонам вызван прежде всего многочисленностью человеческих жертв, почти ежегодно вызываемых ураганами и тайфунами в различных районах тропических поясов обоих полушарий Земли, как и страшными разрушениями и убытками, причиняемыми ими. Так, в 1963 году ураган Флора унес более 7000 человеческих жизней и только в США причинил убытков более чем на полмиллиарда долларов. Тайфун Вера в 1959 году в одной Японии стоил жизни более 5000 человек и нанес ущерб, оцениваемый почти в полтора миллиарда долларов. Число пострадавших от него в Японии превышает 1 миллион 600 тысяч человек Страшные опустошения принесли тайфуны жителям Пакистана и Филиппин в 1965 году.

Наибольшие разрушения и человеческие жертвы во время тропических циклонов связаны с внезапными затоплениями прибрежных местностей гигантскими волнами, наступающими с океана на сушу, а также с чрезвычайно сильными ливнями и, как следствие, выходом рек из берегов.

Значительную опасность представляет и большая скорость ветра в тропических циклонах. Она достигает 150 и даже иногда 257 км/час, то есть более 70 м в секунду (например, тайфун Эми 1–5 сентября 1962 года), и уже сама по себе может стать причиной катастрофы.

Тропические циклоны зарождаются и развиваются над океанами в низких широтах. Они представляют собой вихри с циклонической циркуляцией (с направлением ветра в северном полушарии против движения часовой стрелки) диаметром от 200 до 2000 км. Длительность жизни тропического циклона — от одного до тридцати дней.

Запасы энергии в них колоссальны. В урагане средней интенсивности в течение суток освобождается количество скрытой теплоты конденсации, эквивалентное энергии взрыва 400 сверхмощных водородных бомб! И только около 3 процентов этой энергии трансформируется в кинетическую энергию, создавая бешеные скорости движения воздуха — ветер в циклоне.

Основу каждого тропического циклона составляет его «глаз» или теплое ядро в самом центре циклона, окруженное несколькими гигантскими облаками-башнями, достигающими высоты 15–17 км. Наиболее мощные облака располагаются справа от направления движения тропического циклона. Нередко тропические циклоны резко изменяют направление своего движения.

Жизненно важную роль во всем циркуляционном механизме циклона играют облака, окружающие «глаз бури». Они служат одновременно и «цилиндрами», в которых происходит сгорание, и «бензонасосами» теплового двигателя, каким в сущности и является каждый тропический циклон. Облака вокруг теплого ядра тропического циклона препятствуют проникновению холода к его центру, которое неминуемо ведет к прекращению урагана или тайфуна, так как проникновение холода к центру циклона ликвидирует разность значений атмосферного давления между центром и периферией циклона, существующей в нижних слоях атмосферы и обусловливающей характерную для циклонов циркуляцию вообще и, в частности, типичные для него скорости ветра.

Подъем воздуха в облаках, окружающих теплое ядро тропического циклона, способствует сохранению разности давления. Массы воздуха поднимаются в облаках-башнях очень быстро и на большую высоту, увлекая в циклон теплый и влажный воздух с поверхности океана. Выброс на высоту более 7500 м этих масс воздуха с избыточным содержанием тепла и влаги вызывает падение давления в тропических циклонах примерно на две трети. Таким образом, эти запасы тепла и влаги облака — «насосы» — черпают из слоев воздуха, находящихся непосредственно над поверхностью океана. Интенсивные процессы конденсации сопровождаются обильными ливневыми осадками и грозовыми явлениями, характерными для разрешения неустойчивости атмосферы.

Эксперименты показывают, например, что над Карибским морем в тропических циклонах глубиной от 980 до 940 мб на уровнях 400–300 мб (7500—10 000 м) воздух, поднявшийся в облаках, на 15–18° теплее окружающего или обычного внеоблачного воздуха.

Ничего подобного не наблюдается в кучево-дождевых облаках вне тропических циклонов, когда этих облаков много и они меньше по размерам, слабее развиты по высоте.

Ряд исследователей (Малкус, Рилл) установил численные соотношения между скоростью ветра в урагане, температурой воздуха его теплового ядра, температурой воздуха в облачных башнях на разных уровнях, а также и температурой поверхности океана. Из этих и других исследований вытекает, что облачным башням, окружающим теплое ядро урагана, принадлежит очень важная роль, определяющая жизнеспособность урагана. Этим можно воспользоваться в интересах людей, терпящих бедствия от ураганов.

Идея активного воздействия на ураганы и тайфуны заключается в том, чтобы попытаться превратить зарождающийся или уже сформировавшийся ураган в обычный тропический циклон, не несущий с собой катастрофических разрушений и жертв.

Разница между обычным тропическим циклоном и ураганом (или тайфуном), как известно, заключается не в количестве энергии, реализуемой этими обоими видами возмущений, а в степени концентрации этой энергии, то есть в размерах территорий, над которыми энергия реализуется. Задача, таким образом, сводится к возможно большему расширению площади, над которой происходит подъем вовлекаемого в циклон воздуха.

Например, если засеять йодистое серебро пли другие реагенты в наиболее активную, правую по направлению движения урагана часть циклона, усилится развитие кучеводождевых облаков. Это приведет к резкому расширению облачной зоны урагана, то есть к увеличению радиуса области с восходящим движением вовлекаемого в циклон воздуха, а в последующем — к ослаблению градиентов температуры и давления, скорости ветра и общей интенсивности урагана.