Самым разрушительным торнадо часто предшествует облачный шлейф изо льда и водяного пара, поднимающийся над мощными грозовыми облаками. (Изображение: Unwetter-Freaks via Pixabay)
 | Epoch Times Россия
Самым разрушительным торнадо часто предшествует облачный шлейф изо льда и водяного пара, поднимающийся над мощными грозовыми облаками. (Изображение: Unwetter-Freaks via Pixabay)

Учёные поняли, как прогнозировать торнадо

Современные технологии позволяют проверить результаты моделирования и убедиться в существовании ледяных перьев
Автор: 24.09.2021 Обновлено: 24.09.2021 09:12
Перед появлением разрушительного торнадо часто возникает облачный шлейф изо льда и водяных паров во время сильной грозы. Новые исследования показывают, что механизм этих шлейфов может быть связан с гидравлическими «прыжками» — феноменом, который Леонардо да Винчи наблюдал более 500 лет назад.

Когда во время грозы образуется облачный шлейф изо льда и водяного пара, есть большая вероятность того, что надвигается мощный торнадо, сильный ветер или град размером с мяч для гольфа. Исследование Стэнфордского университета, опубликованное в журнале Science, раскрывает механизм этих шлейфов, которые образуются перед большинством самых разрушительных торнадо в мире.

Предыдущие исследования показали, что облачные шлейфы можно обнаружить на спутниковых снимках за 30 или более минут до торнадо.

«Вопрос в том, почему этот шлейф связан с наихудшими погодными условиями? Это пробел, который мы собираемся восполнить», — говорит учёный Морган О’Нил из Стэнфордского университета.

Исследование провели через неделю после того, как ураган «Ида» обрушился на северо-восток США и нанёс серьёзный ущерб региону.

Если учёные поймут, как и почему шлейфы формируются над мощными грозовыми облаками, это может помочь синоптикам делать более точные прогнозы, не полагаясь на доплеровские радары, которые подвержены воздействию ветра и града и имеют слепые зоны даже в хорошие дни. К тому же во многих местах доплеровского радара нет.

«Если возникнет ужасный ураган, мы увидим его из космоса. Торнадо не видно, потому что они спрятаны под грозовыми облаками. Нам нужно лучше изучить их», — говорит О’Нил.

Суперъячейки и взрывоопасная турбулентность

Грозы, вызывающие большинство торнадо, известны как суперъячейки — редкая разновидность грозовых облаков с вращающимся восходящим потоком, который может подниматься ввысь со скоростью 241 км в час и с достаточной мощностью, чтобы прорвать «крышку» тропосферы Земли. Во время более слабых гроз восходящие потоки влажного воздуха при достижении «крышки» — тропопаузы — выравниваются и расширяются, образуя облако в форме наковальни.

Интенсивные восходящие потоки суперъячейки толкают тропопаузу вверх, в следующий слой атмосферы, создавая куполообразный выступ.

«Это похоже на фонтан, который толкает следующий слой нашей атмосферы», — объяснил О’Нил.

Когда ветра в верхних слоях атмосферы проносятся поверх и вокруг выступающей вершины шторма, они иногда поднимают потоки водяного пара и льда, которые устремляются в стратосферу, образуя шлейф.

Поднимающийся воздух в куполе быстро возвращается в тропосферу, будто мяч, который летит на большой скорости вниз после того, как его подбросили. Воздух проходит над куполом в стратосфере, а затем устремляется вниз. С помощью компьютерного моделирования суперъячейки О’Нилл и его коллеги обнаружили, что это вызывает в тропопаузе ураган, скорость которого превышает 386 км в час.

«Сухой воздух, спускающийся из стратосферы, и влажный воздух, поднимающийся из тропосферы, соединяются в этой очень узкой, безумно быстрой струе. Струя становится нестабильной, и всё смешивается и взрывается турбулентностью. Такие скорости на вершине бури раньше никогда не наблюдались и не предполагалось, что такое может быть».

Гидравлический прыжок

Учёные давно признали, что влажный воздух, поднимающийся в верхние слои атмосферы, действует как препятствие, которое блокирует или перенаправляет воздушный поток. Есть предположение, что волны влажного воздуха, струящиеся поверх ураганов, могут переместить воду в стратосферу. Но до сих пор ни одно исследование не объяснило, как все элементы сочетаются друг с другом. Новое моделирование предполагает, что взрыв турбулентности в атмосфере во время бури возникает с помощью явления, называемого гидравлическим прыжком.

Тот же механизм действует, когда порывистый ветер обрушивается на горы и создаёт турбулентность в низине, или вода, быстро движущаяся вниз по водосбросу плотины, внезапно превращается в пену при соединении с медленно движущейся водой внизу. Леонардо да Винчи наблюдал это явление в проточной воде ещё в 1500-х годах.

Согласно моделированию, гидравлический прыжок также может быть вызван жидкими препятствиями в атмосфере, которые почти полностью состоят из воздуха и меняют форму каждую секунду на высоте нескольких километров. Начало скачка совпадает с быстрым впрыском водяного пара в стратосферу со скоростью более 7000 км/сек.

Вода может оставаться там в течение нескольких дней или недель, потенциально влияя на количество и качество солнечного света, который достигает земли, за счёт разрушения озона в стратосфере и нагревания поверхности планеты. Ли Орф, учёный-метеоролог из Висконсинского университета в Мадисоне, сказал:

«В наших моделированиях, которые показывают шлейфы, вода проникает глубоко в стратосферу, где, возможно, продолжительное время может воздействовать на климат».

По словам О’Нила, благодаря технологиям NASA теперь можно проверить результаты моделирования и убедиться, что они реальны.

Трой Оуксродился и вырос в Австралии и всегда хотел знать, почему и как всё работает, что привело его в науку. Он профессиональный фотограф и с удовольствием фотографирует прекрасные австралийские пейзажи. Он также является профессиональным охотником за штормами и в настоящее время живёт в Харви-Бей, Австралия.

Источник: nspirement.com

Комментарии
Уважаемые читатели,

Спасибо за использование нашего раздела комментариев.

Просим вас оставлять стимулирующие и соответствующие теме комментарии. Пожалуйста, воздерживайтесь от инсинуаций, нецензурных слов, агрессивных формулировок и рекламных ссылок, мы не будем их публиковать.

Поскольку мы несём юридическую ответственность за все опубликованные комментарии, то проверяем их перед публикацией. Из-за этого могут возникнуть небольшие задержки.

Функция комментариев продолжает развиваться. Мы ценим ваши конструктивные отзывы, и если вам нужны дополнительные функции, напишите нам на [email protected]


С наилучшими пожеланиями, редакция Epoch Times

Упражения Фалунь Дафа
ВЫБОР РЕДАКТОРА