К чему ведут погодные сюрпризы
Конечно, наука не стоит на месте, и ученые научились предсказывать некоторые крупные катаклизмы, но порой они возникают совершенно неожиданно. Так, например, 1 мая текущего года самолет Boeing авиакомпании «Аэрофлот», летящий рейсом «Москва – Бангкок», попал сразу в несколько «воздушных ям» подряд, буквально обрушившись сразу на 800 метров. Boeing трясло почти минуту, в результате пассажиры получили ушибы, вывихи и другие травмы. Перед инцидентом ситуация на борту была спокойной. Лайнер находился в горизонтальном полете, табло «Пристегните ремни» были выключены. После случившегося он совершил экстренную посадку. В компании рассказали, что пилотировал рейс опытный экипаж: у командира воздушного судна налет свыше 23 тысяч часов, у второго пилота – свыше 10,5 тысячи часов.
Яму, в которую попал Boeing 777, невозможно было «вычислить» заранее. В авиации она известна как «турбулентность ясного неба». «Ее особенность в том, что возникает она не в облаках, а в чистом небе с хорошей видимостью, где метеорологический радиолокатор не может уловить ее приближение. Поэтому у экипажа нет возможности предупредить пассажиров о необходимости вернуться на свои места», – пояснил авиаперевозчик.
Турбулентность при ясном небе – самая неприятная разновидность вихревых заносов, которые неожиданно возникают в безоблачном пространстве с отличной видимостью. Самолет попадает между воздушными потоками, которые сильно различаются по направлению и скорости движения, температуре и плотности. Именно с этим видом турбулентности столкнулся авиарейс «Москва – Бангкок».
За последние 50 лет произошло пять авиакатастроф, причиной которых стала турбулентность ясного неба. Так, в 1966 году самолет, летевший из Токио в Гонконг, разрушился в воздухе при полном отсутствии облачности. Как показало расследование, причиной аварии стала аномально сильная турбулентность вблизи склонов Фудзи, которая превышала допустимые нагрузки на конструкцию. В том же году похожая авиакатастрофа произошла в США в штате Небраска: самолет, обходя мощную грозу, попал в турбулентность и также разрушился в воздухе. В декабре 1968 года авиалайнер, заходивший на посадку в аэропорт Илиамна (Аляска), внезапно развалился. Пилоты, летавшие неподалеку от места крушения, рассказали, что столкнулись с сильной турбулентностью. Это противоречило официальному прогнозу погоды, поэтому к расследованию привлекли независимого эксперта, который сделал вывод, что из-за оттока арктических воздушных масс в регионе образовалась воздушная волна, в которой и зародилась зона турбулентности.
Число попаданий в турбулентность ясного неба колеблется от 750 до 1500 случаев в год. К счастью, большая их часть не наносит никакого вреда пассажирам и экипажу.
Ученые давно работают над методами дистанционного обнаружения такой турбулентности. Российские физики из НИЯУ МИФИ предлагают использовать для выявления зон возможной турбулентности установку «мюонный годоскоп», который позволяет отслеживать траектории мюонов в атмосфере (мюоны – это элементарные частицы, которые возникают в результате взаимодействия протонов и ядер с атмосферой Земли). Пролетая через атмосферу, мюоны теряют энергию, и соответственно их поток изменяется. То, сколько энергии будет потеряно, зависит от характеристик вещества атмосферы там, где пролетает мюон. На потери влияют электромагнитные поля, температура, разреженность воздуха, содержание водяного пара. По характеру изменений мюонного потока можно отслеживать, описывать и предсказывать атмосферные процессы. Принцип работы установки пояснил профессор Научно-образовательного центра НЕВОД НИЯУ МИФИ И.И. ЯШИН: «Годоскоп фиксирует изменения каждого мюона, и мы получаем картинку атмосферы, подобную рентгеновской. Сегодня у нас работает стационарный годоскоп УРАГАН, а также разработан мобильный вариант детектора». Характеристики прибора позволяют перевозить его для проведения наблюдений в любую точку планеты, для его питания достаточно небольшого электрогенератора или бытовой розетки. «Установка разрабатывалась специально для анализа вариаций потока мюонов, в том числе для отслеживания атмосферных процессов, и у нас имеются большие надежды на то, что исследования турбулентности ясного неба будут востребованы. Основной вопрос для нас – это калибровка прибора на реальных событиях, – поясняет И. И. Яшин. – Мы можем отследить любые процессы в атмосфере. Используя мюонную диагностику, мы можем в режиме реального времени наблюдать за атмосферой, исследовать и прогнозировать развитие мощных атмосферных явлений на высотах вплоть до 15 километров. Необходимо только создать сеть однотипных приборов».
Давно известно, что цунами происходят вследствие подземных толчков и извержений подводных вулканов, поэтому мало-помалу их учатся предсказывать. Но, оказывается, появились цунами нового поколения, вызванные проявлениями погоды, и имя им – метеоцунами. «О существовании волн метеорологического происхождения ученым было известно еще с начала 50-х годов, но сам термин был введен в научный оборот лишь в 1996 году», – пояснил главный научный сотрудник Института океанологии в Москве А.Б. РАБИНОВИЧ. Метеоцунами – это волновые движения, имеющие те же периоды и горизонтальные размеры, что и обычные волны-цунами сейсмического происхождения. Их причинами могут быть скачки атмосферного давления, тайфуны, ураганы, шторма, холодные фронты и т.п.
Это явление часто наблюдается в районе Великих озер и океанского побережья США. Метеоцунами не столь велико, как его старшая сестра, однако волна высотой три метра тоже способна натворить немало бед.
Так, 25 марта этого года жители Одессы наблюдали метеоцунами. В километре от берега можно было увидеть две волны с гребнем высотой 1,5-2 метра, которые разошлись кругом от эпицентра и угасли, не достигнув берега. Интересно, что в это время остальное море оставалось спокойным.
А 2 июня отдыхающие в Зандворте (Нидерланды) туристы стали свидетелями, когда приливные волны, достигавшие в высоту более двух метров, обрушились на пляж курортного городка и смыли с берега лодки, шезлонги и пляжные зонтики.
Необычное для здешних вод явление – метеорологическое цунами – все чаще фиксируется на Балтике. Волна появляется внезапно, а ее высота может достигать 1,5-3 метров. По признанию ученых, причины возникновения метеоцунами в Балтийском море до конца не изучены.
Впрочем, специалисты не сидят сложа руки. В настоящее время преимущественно усилиями США развернута сеть глубоководных станций DART в Мировом океане. С помощью DART осуществляются наблюдения за уровнем волн в открытом океане в реальном времени более чем в 50 пунктах, расположенных так, чтобы можно было реализовать практические задачи службы цунами. В дополнение к «служебным» функциям система DART поставляет высококачественные данные о колебаниях уровня моря (расположенные на больших глубинах вдали от берега, датчики генерируют записи, не искаженные шельфовыми эффектами). Такие данные наиболее пригодны для решения «обратных» задач, в том числе для оценки параметров исходного возмущения в очаге цунами.
В то же время Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН в Южно-Сахалинске (Россия) занимается моделированием метеоцунами на Дальнем Востоке, используя разработанный еще в 1997 году специальным конструкторским бюро систем автоматизации морских исследований ДВО РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) программный комплекс и предложенную В. Н. ХРАМУШИНЫМ модель «малого круга» циклона.
Так что, хотя с каждым годом количество больших и малых стихийных бедствий увеличивается и многие даже говорят о наступлении конца света, ученые пытаются определить их причину, и можно надеяться, что их усилия увенчаются успехом.
