Метеорологи различают в развитии тропического циклона несколько этапов, со сменой которых и нарастает их опасность. Но такое деление условно, конечно, так как в действительности процесс непрерывен.

При скорости ветра до семнадцати метров в секунду циклон называют тропической депрессией, то есть областью пониженного атмосферного давления. Когда скорость воздушных потоков превысит этот рубеж, перед нами – тропический шторм. Но ветер все усиливается. И вот ураган уже в своей полной силе. Ветер, словно сорвавшийся с цепи злой дух, рушит на своем пути все – скорость его превышает тридцать метров в секунду. Хорошо, если он не достигнет густонаселенных районов, если буйствует лишь в просторах океана…

Таков в весьма общем виде механизм зарождения громадных тропических атмосферных вихрей. Пока он еще не познан полностью, остается одной из самых сложных загадок для науки о погоде.

Еще не выяснено, например, в какой мере и каким образом здесь участвуют холодные воздушные массы, вторгающиеся в тропики из районов умеренных широт. А то, что они в этом процессе как-то замешаны, у многих исследователей не вызывает сомнений. Известно, скажем, что тайфуны в Китае и Японии чаще всего рождаются при смене восточноазиатских муссонов (весной и осенью), на фронтах встреч различных воздушных масс. Достаточно обоснованно полагают, что тропические циклоны возникают в районах встреч различно нагретых воздушных потоков.

Ураган не торопится

Родившийся в атмосфере теплых морей, тропический циклон тут же пускается в далекий путь. Последуем за ним и мы. Это нетрудно: скорость его обычно не превышает двадцати километров в час. А достигая умеренных широт, он даже начинает делать остановки – как бы для отдыха после долгой дороги.

Значит, ураган не проносится и не налетает, как всегда о нем пишут, как было только что сказано и в этой книге? И да, и нет!

Нет, если речь идет о передвижении самого атмосферного вихря; да, если мы говорим о ветрах, которые в нем дуют. Круговое движение воздуха внутри урагана достигает огромных скоростей, несет с собой разрушения. В то же время вся эта гигантская, бешено вращающаяся атмосферная карусель движется вперед не столь уж быстро – сначала на запад, а затем, изменив направление, на восток.

Быстроходный океанский лайнер без труда может уйти от надвигающегося циклона. Впрочем, скорее, не без труда. Не так-то легко бывает определить иногда, в каком же направлении лучше всего уходить от настигающей стихии. На помощь тем, кто находится в море, приходят радио– и авиаразведка. Особенно опасно ошибиться, когда судно оказывается вблизи того места, где ураган резко изменяет свой первоначальный путь.

Нелегко, очень нелегко приходится даже большому кораблю, если он попадает в зону тропического урагана. В грохоте беснующихся волн, в вое неистового ветра, под непрестанным ливнем, наводящим на мысль о раскрывшихся хлябях небесных, моряки, а особенно пассажиры получают полное представление о том, что такое морская буря под тропиками.

В открытом океане во время циклона нет тех «правильных» волн, которые обычно ласково плещутся у наших ног, когда мы стоим на берегу, например, озера. Ураганный ветер бешено рвет поверхность моря, устраивает из волн хаотическую толкотню. От облаков, проносящихся столь низко, что кажется, вот-вот заденут за пенный гребень особенно высоко вскинувшейся волны, льется красноватый свет. И в этом неописуемом хаосе может вдруг сформироваться водяной вал высотой в пятнадцать-шестнадцать метров. Каждый такой вал несет в себе колоссальную энергию, его удар небезопасен, как уже говорилось, даже для огромных и прочных океанских лайнеров. Вот почему профессия моряка и до сих пор считается одной из самых трудных, требующей от человека смелости, огромного мужества и величайшей самоотверженности.

До двух недель продолжается иной раз такое буйство стихии. Когда тропический циклон движется над теплыми водами океана, ему обеспечено питание энергией. Влажный и перегретый воздух, засасываемый гигантским естественным насосом, лишь усиливает его. Однако долго на одном месте он не остается: не прекращая своей круговерти, он попадает наконец в более холодные районы, где лишается силы, слабеет и разрушается из-за недостатка энергии.

«Глаз» тайфуна

В японских мифах одно из важных мест принадлежит богу бурь. Он изображается в виде страшного дракона, несущегося по небу среди мрака и разъяренных волн. Своим единственным оком высматривает он внизу добычу – то, что можно предать разрушению.

В этом фантастическом образе, как ни удивительно, есть нечто от реальности. У тропических циклонов действительно есть своеобразный «глаз» – до сих пор загадочный, подробно не исследованный, хотя о нем знали еще мореходы прошлых веков.

Это – его центр, здесь небо ясное, в то время как кругом ревет и свищет ураганный ветер. Но океан в этом месте очень опасен. Сюда, в центр урагана, со всех сторон несутся огромные волны. Несколько лет назад американские ученые сделали попытку пробиться в «глаз» бури, чтобы самим увидеть, что там происходит. Научная экспедиция окончилась трагически, хотя ученые находились на крейсере. Перед тем как в эфир полетел сигнал SOS, наблюдатели передали с корабля: «Высота волн достигает 40 метров».

Французский летчик Пьер-Андре Молэн в 1959 году оказался свидетелем буйств тайфуна «Вера». С того времени он решил стать «охотником за тайфунами». Летая с научными целями в районах тропических ураганов, такие охотники уже многое сделали для науки. Молэн написал об этом необыкновенно интересную книгу.

Вот некоторые выдержки из нее:

«Наступает рассвет, открывая фантастическое зрелище: правильные полосы облаков протянулись поперек нашего пути, показывая, что мы идем прямо на „глаз“ тайфуна.

Море бушует, но странная аномалия демонстрирует все злобное коварство природы, проявляющееся в тайфуне, – направление крупной зыби не зависит от направления ветра, она может даже идти навстречу ему: эти волны порождены чудовищным бурлением в центре тайфуна, откуда они расходятся концентрическими кругами…

Волнующая встреча с тайфуном. Я повидал много снимков, но на сей раз он живой, и зрелище становится захватывающим. Мне даже кажется, что я слышу гул вращения гигантской массы с радиусом в 300 километров; надо сказать, что этой иллюзии способствует непрерывное гудение наших электронных «помощников», сливающееся с рокотом моторов.

Понемногу вся фигура выплывает на экране радиолокатора, изогнутые полосы становятся все чаще и чаще, словно они сжимаются вокруг «глаза» ужасного Квазимодо, и вот выныривает он сам, черная дыра на экране, «глаз» бури…

Теперь мы уже не увидим, в каком состоянии находится море, пока оно не возникнет перед нами во всем своем трагическом величии. Мы летим в серой водяной ночи, после которой, кажется, никогда не наступит день. Капли воды или, вернее, ведра, бочки воды становятся невидимыми из-за скорости, с которой они летят нам навстречу, и все же совершенно заслоняют от взора крылья. Можно даже усомниться, поддерживают ли нас законы аэродинамики или закон Архимеда, летим мы или плывем…

Мы продолжаем углубляться в циклон. Между ним и самолетом происходит какое-то взаимодействие, обмен толчками, напряженная борьба, которая сопровождается не криками, а чем-то вроде непрерывного пения…

Быть может, самолет не переламывается только потому, что у него не хватает времени согнуться в одну сторону до того, как его перегнет в другую. Все молчат, у всех хватает дела и без того, чтобы обмениваться мыслями: они слушают, они взволнованно прислушиваются, как ведет себя набор шпангоутов самолета. Они буквально выслушивают его, как врачи.

Я понимаю, зачем нужны те двое в хвостовой части самолета, которые наблюдают за крыльями, проверяя, не сдает ли где-нибудь обшивка, в порядке ли элероны, прочно ли держатся моторы, не появилась ли где-нибудь утечка горючего – верный признак внутренней поломки, – а кроме того, не попал ли в пропеллер парашютный зонд, один из тех, которые самолет сбрасывает в тайфуне для выполнения измерений.

Атмосфера нашей планеты не бывает спокойной, ее воздушные массы находятся в постоянном движении. Наивысшей силы воздушная стихия достигает в циклонах — круговых вращениях ветра по направлению к центру. Штормы, ураганы — это бешено вращающиеся гигантские вихри. Чаще всего они зарождаются над прогретыми участками тропических зон океанов, но могут возникнуть и в высоких широтах. Самые же скоростные вихри — торнадо — до сих пор во многом загадочны.

Атмосфера Земли похожа на океан, где вместо воды плещется воздух. Под воздействием солнечной радиации, рельефа и суточного вращения планеты в воздушном океане возникают неоднородности. Области пониженного давления называют циклонами, повышенного — антициклонами. Именно в циклонах зарождаются сильные ветры. Самые крупные из них достигают тысяч километров в диаметре и хорошо видны из космоса благодаря наполняющим их облакам. По своей сути это — вихри, где воздух движется по спирали от краев к центру, в область с низким давлением. Такие вихри, постоянно существующие в атмосфере, но рожденные именно в тропиках — в Атлантике и восточной части Тихого океана — и достигшие скорости ветра свыше 30 м/с, называют ураганами. («Ураган» — от имени индейского злого бога Хуракана). Для того чтобы воздух перемещался с такой скоростью, необходима большая разность атмосферного давления на малом расстоянии.

Аналогичные явления в западной части Тихого океана, к северу от экватора, именуют тайфунами (от китайского «тайфэн», что означает «большой ветер»), а в Бенгальском заливе — просто циклонами.

Ураганы появляются над теплыми водами океанов между пятым и двадцатым градусами северной и южной широты. Обязательное условие для их образования — огромная масса прогретой воды. Установлено, что температура воды должна быть не ниже 26,5°C, глубина прогрева — по крайней мере пятьдесят метров. Более теплая, чем воздух, океанская вода начинает испаряться. Массы нагретого пара поднимаются вверх, образуя область пониженного давления и вовлекая в движение окружающий воздух. На определенной высоте нагретый пар достигает точки росы и конденсируется. Выделяющаяся при этом тепловая энергия подогревает воздух, побуждая его стремиться вверх, и таким образом питает новорожденный циклон. Вращательная составляющая скорости ветра закручивает его — в Северном полушарии против часовой стрелки, а в Южном — по часовой. Вращение вовлекает в вихрь все большие массы воздуха извне. В итоге силуэт циклона обретает форму гигантской воронки, обращенной горлышком книзу. Ее края иногда поднимаются до верхних границ тропосферы. Внутри воронки образуется зона ясной тихой погоды с низким атмосферным давлением в окружении грозовых облаков. Это глаз урагана. Его обычный размер — 30—60 километров. Он бывает только у мощных тропических циклонов и хорошо виден из космоса. Движется тропический циклон к северу или к югу от экватора, в зависимости от места рождения. Над сушей быстро слабеет, разрушаясь из-за шероховатости земной поверхности и недостатка влаги. Но стоит ему выбраться к океану, и маховик может завертеться с новой силой. Мощный ураган способен стирать с лица Земли целые острова и менять береговую линию. Обрушившись на густонаселенные районы, он совершает колоссальные разрушения, а сопутствующие ливни и наводнения наносят еще один, не менее опасный удар. Так, от последствий циклона, обрушившегося на государство Бангладеш в 1970 году, погибли более трехсот тысяч человек. Ураган «Катрина», возникший в Мексиканском заливе в 2005 году, убил почти две тысячи человек и нанес ущерб на сумму более 80 миллиардов долларов.

В тропической зоне образуются сотни циклонов ежегодно, но не все они набирают ураганную силу. Национальный центр по ураганам во Флориде прогнозирует 11 сильных вихрей на грядущий сезон. Для них уже припасены собственные имена. Традицию именования ураганов заложили еще в XVI веке испанцы, владевшие Латинской Америкой. Они называли их именами святых. Потом в моду вошли женские имена, с 1970-х годов — мужские. Идею подхватили метеослужбы по всему миру, кроме Южной Азии.

Атлантику сильно штормит

В высоких и полярных широтах существуют сходные вихревые явления, только механизм их образования другой. Внетропический циклон получает энергию от мощного атмосферного фронта, где холодный полярный воздух сходится с теплым. Раскручивание такой системы также происходит из-за вращения Земли. Диаметр внетропических циклонов больше, чем тропических, но энергия меньше.

Когда скорость ветра во внетропическом циклоне достигает 20— 24 м/с (девять баллов по шкале Бофорта), ему присваивают категорию шторма. Более сильные ветры редки. Если все-таки ураган образуется, например, над Северной Атлантикой, то он бушует в океане, иногда захватывая побережье Европы. В последние годы, однако, стали случаться исключения. В декабре 1999 года сильнейший ураган «Лотар», произошедший именно от североатлантического циклона, продвинулся в центр материка, до Швейцарии . «Кирилл», на несколько дней парализовавший жизнь европейцев в январе 2007 года, охватил еще большую территорию. Скорость ветра в нем порой доходила до 62 м/с.

В последнее десятилетие внетропические циклоны чаще переходят в категорию штормов и ураганов, а еще у них изменились траектории. Если раньше атмосферные депрессии, зародившиеся над Северной Атлантикой, устремлялись через Великобританию и Скандинавский полуостров к Северному Ледовитому океану, то сейчас они стали уходить на восток и юг, принося мощные ветры и обильные осадки в центр Европы и даже Россию. Эти факты говорят о том, что вероятность возникновения сильных штормов повышается и нам следует быть готовыми к стихиям, подобным «Кириллу».

Смерч разрушил жилой квартал в местечке Квирла в Восточной Германии ночью 2 октября 2006 года

Люди и ураганы: война миров

Кинетическая энергия одного мощного урагана огромна — 1,5 х 10 12 ватт, это половина генерирующей мощности всех электростанций в мире. Некоторые разработчики давно мечтают направить ее в полезное русло, но информация об этом — на уровне слухов. Якобы существуют секретные лаборатории, разрабатывающие метеорологическое оружие и даже испытывающие его. Одно из немногих официальных подтверждений того, что в этом направлении ведется работа, — доклад Weather as a Force Multiplier: Owning the Weather in 2025, размещенный некоторое время назад на сайте ВВС США . В нем есть глава об управлении погодой в военных целях. В числе основных ударных возможностей метеорологического оружия — направленные штормы. Американские военные знают их «боевую мощь» не понаслышке: в 1992 году ураган «Эндрю» уничтожил базу Homestead на полуострове Флорида. Впрочем, идею направленных штормов следует рассматривать, скорее, как фантастику, нежели как проект. Пока ураганы не поддаются управлению со стороны людей.

Для противостояния природной стихии предлагали массу способов, в том числе экзотических — отгонять их от берега с помощью гигантских вентиляторов или разрывать водородной бомбой. В эксперименте Stormfury, проводимом американскими учеными в 1960—1980 годах, в районе урагана распыляли иодид серебра. Предполагалось, что это вещество способствует замораживанию переохлажденной воды, в результате чего выделяется тепло, и в районе глаза урагана усиливаются дожди и ветры, разрушая структуру всего вихря. На деле же оказалось, что в тропических циклонах слишком мало переохлажденной воды, и эффект от распыления минимален. Скорее всего, помогут превентивные меры, такие как изменение параметров конкретной атмосферной депрессии, из которой рождается ураган. Например, охлаждение поверхности океана криогенными материалами или айсбергами, распыление сажи над водой для поглощения солнечной радиации (чтобы вода не нагревалась). Ведь должен же быть некий пусковой механизм, внезапно закручивающий ветер в бешеную спираль. Именно в нем кроется ключ к управлению стихией и возможность точно предсказывать место и время рождения урагана. Только специалисты никак не могут его обнаружить, а потому попытки предотвратить усиление вихря не приводят к успеху.

Из Канзаса в страну Оз

В атмосфере существуют небольшие вихри — смерчи. Они возникают в грозовых облаках и тянутся по направлению к воде или суше. Смерчи возникают почти везде на Земле, но чаще всего, около 75% случаев, их появление отмечают в США. Американцы называют их «торнадо» или «твистерами», имея в виду бешеное вращение и сложную траекторию. В Европе то же явление известно под именем «тромб».

Фактов о торнадо предостаточно — изучать их начали в конце XIX века. (Мини-торнадо можно организовать даже у себя дома, поместив вентилятор над горячей ванной). Тем не менее стройной теории их происхождения до сих пор нет. Согласно наиболее распространенному представлению, смерчи зарождаются на высоте первых километров при встрече идущего снизу теплого воздуха с холодным горизонтальным ветром. Это объясняет, к примеру, почему смерчей нет в очень холодных местах, таких как Антарктида, где воздух у поверхности не бывает теплым. Для разгона вихря до высокой скорости необходимо также, чтобы внутри него резко упало атмосферное давление. Смерчи часто сопровождают тропические циклоны. Такая пара — ураган с торнадо — производит особенно сильные разрушения. Случается несколько торнадо подряд. Так, в апреле 1974 года в США и Канаде появились 148 торнадо в течение 18 часов. Погибли более трехсот человек.

Обычно смерч по форме напоминает хобот слона, свисающий из грозового облака. Иногда он похож на воронку или столб. Захватив с поверхности воду, песок или другие материалы, смерч становится видимым. Ширина среднего по величине смерча составляет несколько сот метров, скорость движения — 10–20 м/с. Он живет несколько часов и проходит путь в десятки километров. Сильный вихрь засасывает, подобно гигантскому пылесосу, все, что попадается на пути, и разбрасывает на десятки километров по округе. Сохранилось множество забавных историй о выпадении чудесных дождей, к примеру, из фруктов или медуз. В 1940 году в деревне Мещеры Горьковской области с неба падали серебряные монеты, которые смерч «одолжил» из неглубокого клада. Однажды в Швеции вихрь, внезапно налетевший на стадион прямо в разгар матча по хоккею с мячом, поднял вратаря одной из команд вместе с воротами и аккуратно переставил их на несколько метров, не причинив никакого вреда. Хотя за мгновения до этого он переломал, как спички, телеграфные столбы и разнес в щепки несколько деревянных построек.

Энергия торнадо меньше энергии ураганов, но скорость ветра в нем гораздо выше и может достигать 140 м/c. Для сравнения: тропические циклоны наивысшей, пятой, категории по принятой в США шкале ураганов Саффира—Симпсона начинаются со скорости ветра 70 м/c. Палка, порядочно раскрученная смерчем, может пронзить ствол дерева, а бревно — протаранить дом. Разрушительной силы достигают лишь 2% смерчей, и все же их среднегодовой ущерб для экономики пострадавших стран очень велик.

А что же глобальное потепление?

Исследователи отмечают, что в Атлантике периоды активности ураганов и смерчей чередуются с относительным затишьем. Количество атмосферных вихрей, в частности мощных ураганов (в среднем по 3,5 в год), увеличивалось в 1940—1960 годы и с 1995 года по настоящее время. Сила нынешних ветров и океанских штормов изумляет даже бывалых моряков. Одни ученые считают последнюю вспышку атмосферной активности долговременной и увязывают с глобальным потеплением. Другие отстаивают ее связь с циклами солнечной активности. Обе версии не находят пока подтверждения, напротив, в масштабе планеты увеличение числа тропических циклонов не замечено.

Однако вопрос о том, как изменится активность ураганов по мере роста среднегодовой температуры планеты, остается открытым. Поэтому точные прогнозы тропических циклонов актуальны, как никогда. Для них задействованы самые современные средства: космические спутники, самолеты, начиненные электроникой буи, радиолокаторы, суперкомпьютеры. Информации много: все ураганы регистрируют, отслеживают и оповещают людей о возможной опасности. Своевременные оповещение и эвакуация — это единственные на сегодня действенные способы борьбы со стихией.

Иннокентий Сенин

В центре каждого тропического циклона образуется область очень низкого давления с высокой температурой. Это и есть « глаз тайфуна». Его диаметр составляет 10 - 30 км. Здесь тихо, а вокруг, вращаясь по часовой стрелки, бушуют ураганные ветры. «Глаз тайфуна», или

«глаз бури», вводит порой в заблуждение людей,попавших туда из зоны бетствия. Пологая, что опасность миновала, некоторые забывают о мерах предосторожности. Беспечность им дорого обходится.

Как и землетрясения, тайфуны и ураганы особенно опасны, когда они разыгрываются над

водой. Приближаясь к берегу, ураган гонит перед собой огромные массы воды и обрушивает

их на сушу. Сопровождаемый обычно продолжительными ливнями и смерчами, штормовой вал в бешенстве накатывает на берег и сметает всё живое.

Один из таких сильнейших ураганов уничтожил 8 сентября 1900 г. американский портовый

городок Галвестон, стоявший на длинной, узкой косе Галвестон-Бэй в Мексиканском заливе.

Самая высокая его точка лежала всего на отметке 1,4 м над уровнем моря. С материком косу

соединяли два моста.

«Глаз тайфуна» над Атлантикой, фото метеоспутника с высоты 5000 км.

День, принёсший бедствие, начинался с обильного дождя, за которым последовал сильный шторм. К вечеру разразился ураган. Гигантская волна со скоростью 200 км/ч залила все улицы и дороги косы. Телеграфные столбы попадали, дома были разрушены, погибло множество людей, пытавшихся спастись бегством - выбраться на близкий материк стало невозможно, оба моста стихия снесла. А то, что уцелело после урагана, погибло от наводнения.

Через семь часов стихийное бедствие прекратилось, но с Галвестоном было покончено.

Цветущий город превратился в груду руин, 5000 человек получили ранения, 6000 - погибли.

Многие пропали без вести.

В 1959 г. тайфун опустошил японский город Нагою. Погибли 5300 горожан.

Одно из самых страшных стихийных бедствий, постигших нашу планету, принёс тропический ураган, разыгравшийся в ноябре 1970 г. в Бенгальском заливе. Тайфун, возникший там, устремился к северу, в устье Ганга. Обратившиеся вспять воды «великой

священной» реки Индии, набухшие от ливней, затопили в прибрежных районах 800000

квадратных километров (что втрое превосходит всю территорию Германии), от 200000 - 300000

человек погибли в этой катастрофе.

Ураганы и тайфуны - более редкое явление, чем их младшие братья - смерчи. Ежегодно возникает до сотни смерчей, десятая их часть приходится на США. Именно там с 1953 г. смерчам - торнадо - стали присваивать короткие и легко запоминаемые женские имена в

алфавитном порядке, начиная каждый год с буквы «А». А с 1979 года стали пользоваться и мужскими именами. Первые ураганы пятьдесят третьего года были названы Анна и Боб …

Самые разрушительные атмосферные явления, известные в зарубежных странах под названием торнадо, у нас называют смерчами. Особенно часто смерчи возникают в летние месяцы на территории Украины и в центральных частях России, а также на Черноморском побережье Кавказа. При ясной погоде неожиданно налетает ураганный ветер, из-за разности

Давления возникает воронка, которая быстро перемещается и затягивает в себя всё более или

менее крупные предметы, даже отдельно стоящие легковые автомобили. Под воздействием смерча разрушаются дома, ломаются и даже с корнем вырываются крупные деревья. Один

из самых сильных смерчей прошёл 9 июня 1984 г. в центральной части России. Его путь пролегал по Московской, Ивановской и Костромской областям. Ущерб, нанесённый этим смерчем, оценивался в десятки миллионов долларов. Во время прохождения смерча были разрушены многие дома и ранены люди.

Человек внутри «глаза тайфуна»

тайфун циклон туча атмосфера

Область безмятежного спокойствия в центре тропического циклона Молэн назвал «странным парадоксом». В своей книге «Охотники за тайфунами» он дает весьма впечатляющее описание внутренней области «глаза тайфуна».

Молэн дал это описание после того, как пролетел 17 августа 1962 года на борту американской летающей сверхкрепости «Метеобоинг-50» через тайфун Руфь и воочию наблюдал «глаз тайфуна», находясь внутри него на высоте трех километров. Вот некоторые выдержки из этого описания.

«...По мере того как мы приближаемся к глазу, сила сотрясений непрерывно возрастает. Самолет вибрирует. От внезапных рывков вам кажется, что у вас срываются с места сердце и желудок и что кровь хлещет по всем внутренним органам. В этой утомительной борьбе после каждого толчка радуешься тому, что самолет не развалился...

Внезапно гул наших четырех моторов возникает из благопристойной тишины. Плексигласовые окна светлеют, как в самый яркий солнечный день. Этот свет выглядит невероятным после мира, из которого солнце, казалось, было изгнано навсегда... Нашим глазам предстает самое величественное, самое волнующее явление, какое только создавала когда-либо природа. Все, кто побывал в глазе тайфуна, возвращаются оттуда с чувством восхищения и ужаса, для описания которого не хватает слов...

Мы летим на высоте 3000 м в колодце диаметром 22 км, в котором плавают несколько перистых облаков, мирных, как игрушки. Стены этого колодца составляет буря - удерживаемые таинственным приказом, загадочной границей кипящие облака, охваченные жесточайшими конвульсиями. Когда самолет кренится на виражах, наши глаза поднимаются к вершине стены, к выходу из этого колодца в пятнадцати тысячах метров над нами. И перед нашими взорами развертываются эти кипящие пятнадцатикилометровые стены, эта гигантская бездна, это круглое отверстие, которое и заставило назвать все явление глазом тайфуна.

Над этим кратером видно голубое небо, напоминающее о радости и отдыхе, и животворное солнце, бросающее свои лучи почти вертикально в пропасть. Сияющие в своем безмолвном бушевании, каскады бури вокруг нас удерживаются от падения чудовищным неизмеримым усилием, стенки колодца трепещут под лучами солнца...»

С точки зрения физика никакого парадокса в явлении, называемом «глазом тайфуна», конечно, нет. Поскольку это явление аналогично кружению Луны вокруг Земли или Земли вокруг Солнца. Там совершают свое бесконечное падение под действием силы тяжести те или иные космические тела. А здесь совершают падение в зону депрессии огромные массы воздуха. Разумеется, бесконечным такое падение не назовешь -ведь оно происходит отнюдь не в безвоздушном пространстве, а потому сопровождается интенсивным расходованием энергии. Однако в течение нескольких суток это своеобразное падение все же продолжается.

Конечно, есть своя специфика в падении, выражающемся в движении воздушных масс вокруг «глаза тайфуна». Эту специфику хорошо выразил Молэн. Он писал: «Массы воздуха, устремляющиеся к зоне пониженного давления, проходят мимо, мешая проникнуть в ее пределы внешним массам воздуха (курсив наш - Авт.) и создавая обширную зону мощного вращательного движения, на которое тратится основная часть энергии. Массы воздуха движутся по касательной к подлежащему заполнению провалу, так что они уже не столько заполняют его, сколько мешают сделать это той единственной составляющей всех сил, которая направлена к центру области с пониженным давлением... Центробежные силы, воздействующие на движущиеся массы воздуха, мешают заполнению этой области; каждая частица, как камень в праще, стремится прочь, и в итоге эти центробежные силы, отсасывая воздух, еще более понижают давление».

Именно поэтому метеорологам приходится внимательно следить за «глазами» ураганов. Эти странные явления дают бесценную информацию о том, насколько сильными и разрушительными будут ураганы и какие регионы пострадают от них больше всего. И все же, несмотря на интенсивное внимание как к самым ураганам, так и к тайнам их «глаз», исследователям сложно понять, как они формируются. В статье, опубликованной в 2006 году, было дано около сотни объяснений того, как образуются «глаза» ураганов, но многие из них явно противоречат друг другу, поэтому финальную точку в этом вопросе все еще предстоит поставить.

Сложности моделирования процесса образования «глаза» урагана

Авторы статьи пишут, что выяснить природу образования «глаза» и смоделировать его очень сложно, так как внутренняя структура ураганов и других циклонов зависит от нескольких сил и явлений, и при этом все они очень сложные и плохо изученные. Ученым все еще не удается понять, как взаимодействуют эти сложные системы.

Несмотря на то что внешне все «глаза» ураганов похожи, ученые даже не смогли определить, действительно ли одни и те же механизмы отвечают за разные классы атмосферных вихрей. Учитывая отсутствие этого фундаментального понимания, невозможно с уверенностью определить правила формирования этих «глаз».

Модель атмосферного циклона

Несмотря на все сложности работы, исследователям удалось создать, по их словам, самую сложную модель атмосферного циклона, которую они описали в статье, опубликованной в Journal of Fluid Mechanics в январе 2017 года.

В статье 2018 года ученые писали, что моделирование «глаза» циклона требует особой осторожности. Также они подчеркнули, что при создании их модели не были учтены такие существенные характеристики атмосферных вихрей, как вертикальная стратификация температуры воздуха, изменяющаяся анизотропная вязкость вихря, а также скрытое тепловыделение из-за конденсации водяного пара.

Тем не менее ученые называют свою модель разумным, но упрощенным аналогом тропического шторма, который может формироваться в реальных условиях.

При каких условиях формируется «глаз» урагана?

Благодаря своей модели исследователи обнаружили, что «глаз» урагана не может сформироваться без соблюдения четырех граничных условий. Вот они:

1. Число Экмана (равно отношению внутреннего трения в жидкости к силе Кориолиса, вызванной вращением планеты) не должно быть слишком высоким.
2. Число Рейнольдса, которое измеряет отношение сил инерции (движения) к атмосферной вязкости, не может быть слишком низким.
3. Число Россби не может быть слишком высоким.
4. Но также оно не должно быть очень низким. Число Россби измеряет взаимосвязь между силой движения циклона и силой Кориолиса.

Важным моментом здесь является то, что глаз циклона образуется при правильном балансе внутреннего трения шторма, его скорости и силы вращения Земли, которая действует на шторм (по крайней мере, в этой упрощенной модели, созданной учеными).

Исследователи подчеркивают, что полученные ими результаты не в полной мере позволяют ответить на вопрос, почему в ураганах формируются «глаза», поскольку в созданной ими модели не были учтены слишком многие факторы. Кроме того, существует вероятность, что в реальности ураганы формируются совсем не так, как в случае моделирования. Также их модель не охватывает другие формы атмосферных циклонов, к примеру торнадо.

Перспективы нового исследования

Так есть ли польза от этого исследования? Ученые пишут, что оно позволяет определить, в каком направлении двигаться дальше, чтобы изучить образование «глаз» циклонов, поскольку отвечает на некоторые основные вопросы об ураганах. А именно: почему они формируются именно так, а не иначе, и что позволит метеорологам лучше прогнозировать поведение штормов?