Глобальное потепление климата Земли, катастрофическое приближение которого ощущается все больше, заставляет ученых всерьез задуматься о завтрашнем дне. Как показало одно из последних модельных исследований, изменение климатических условий Земли несет в себе не только отрицательные стороны.
Статья ученых из Национального управления исследований океана и атмосферы США, принятая к публикации в журнале Nature Geoscience, показывает, что вопреки общепринятому мнению число разрушительных ураганов с увеличением средней температуры планеты не увеличится, а, наоборот, ощутимо сократится. Речь идет о североатлантическом регионе Земли.
Разрушительные ветра, вызываемые тропическими циклонами, в течение последнего времени упоминались климатологами как одно из самых опасных для человека последствий изменения климата. Практически все ученые единодушно соглашаются, что частота появления ураганов на территории США с 50-х годов заметно возросла, а начиная с 80-х годов заметно увеличилась и их разрушительная сила. Наиболее показателен в этом плане ураган «Катрина», не оставивший камня на камне в американском Новом Орлеане.
В увеличении частоты появления ураганов и их силы, по мнению специалистов, виновато, прежде всего, увеличение поверхностной температуры океанических вод.
С другой стороны, аналогичное увеличение температуры в других географических зонах, согласно данным метеорологов, не привело к увеличению количества ураганов.
Стоит оговориться, что, согласно заключению участников последней конференции, организованной Всемирной метеорологической конференцией в 2006 году, надежными данными о числе ураганов и их силе можно считать лишь те, что относятся к последним 35 годам. До этого человечество практически не использовало данные со спутников для наблюдения за погодой, а потому часть ураганов могли остаться незамеченными.
Тропические циклоны выделены в отдельную группу, так как они отличаются от прочих внетропических циклонов своим возникновением, развитием и некоторыми особенностями структуры.
Обычно тропические циклоны имеют небольшой (по сравнению с другими циклонами) размер, составляющий около 200-300 километров в диаметре, в то же время давление в центре циклона опускается до 0,95 (а иногда и до 0,9) атмосфер, оба эти фактора обеспечивают очень большие градиенты давления в области циклона. Сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли) является причиной возникновения вращения циклона, поэтому ветры в тропических циклонах северного полушария дуют против часовой стрелки, а южного полушария – по часовой стрелке. Скорость ветра в таких пиральных завихрениях воздуха достигает 240-320 км/ч. В центре циклона находится штилевая зона, называемая иногда яблоком, или глазом циклона. В нем находится тёплый воздух, который опускается к поверхности земли (или воды). Размеры такого глаза в поперечнике могут быть от 6,5 до 48 км. Наличие в центре тёплого воздуха способствует понижению атмосферного давления у поверхности. Тёплый влажный воздух закручивается спиралью вокруг «глаза». Конденсация водяных паров вызывает образование кучево-дождевых облаков, сопровождаемое выделением тепла, что в свою очередь усиливает спиральное восхождение воздуха вокруг центра циклона.
В нижних слоях циклона воздушные массы втекают внутрь циклона, в высоких слоях эта конвергенция (сходимость) поля ветра перекрывается ещё более сильной дивергенцией (расходимостью). Это приводит к сильному восходящему движению воздуха во всей области циклона и к развитию мощной облачной системы с обильными ливневыми осадками и грозами.
Тропические циклоны возникают главным образом во внутритропической зоне конвергенции над перегретыми океаническими площадями. При этом такая зона конвергенции должна находиться не менее чем в 5° от экватора (в подавляющем большинстве случаев не менее чем в 10° от экватора), чтобы отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) была достаточно велика.
Сформировавшиеся тропические циклоны движутся вместе с воздушными массами с востока на запад, при этом постепенно отклоняясь к высоким широтам.
Основной источник энергии тропических циклонов – выделение тепла при конденсации водяного пара в восходящем воздушном потоке, этим так же объясняется то что попадая на сушу, они быстро затухают. Также известно, что для зарождения циклона температура у поверхности воды должна подняться минимум до 27°С.
Часть тропических циклонов выходит за пределы тропиков, поворачивая при этом к востоку и их свойства в дальнейшем приближаются к свойствам внетропических циклонов.
Ураганная активность в Атлантике обычно наблюдается с начала июня по конец ноября, время существования тропических циклонов может достигать трех недель. По подсчётам метеорологов, в районе Атлантики в среднем за сезон образуется 10 тропических штормов, из них 6 превращаются в ураганы, а два – в сильные ураганы.
Ученым также удалось наблюдать строгое соответствие между количеством ураганов в течение 25 последних лет и их количеством, предсказанным на основе климатических данных за этот период. С середины восьмидесятых годов в Северной Атлантике было зарегистрировано 143 смерча, тогда как модель предсказала 162.
Такое соответствие и позволило ученым применить модельную программу для предсказания будущего. Они использовали данные об увеличении температуры Атлантики в грядущие несколько лет. На данные момент моделей, предсказывающих увеличение среднегодовой температуры Земли, существует несколько. Кнатсен и его коллеги руководствовались оптимистическими выкладками, согласно которым количество выбросов СО2 в атмосферу начнет сокращаться с середины текущего столетия. Несмотря на это, температура океана продолжит увеличиваться вплоть до конца XXI века, а возможно, и далее.
К своему удивлению ученые обнаружили, что количество тропических штормов и ураганов существенно сократится по мере нагревания поверхности Атлантического океана.
К концу столетия число штормов в тропические зонах Атлантики сократится на 27%, а число особо сильных ураганов в этих краях уменьшится на 18% по сравнению с текущими показателями.
В среднем ураганы будущего могут стать сильнее нынешних: скорость ветра возрастёт, количество воды, обрушиваемой на головы тех, кто окажется на пути урагана, тоже. Тем не менее учёные воздерживаются от точных оценок, из-за ограниченности модели, которая не позволяет рассчитывать разрушительную силу вихрей.
Последнее обстоятельство вызывает скепсис в отношении работы Кнатсена у некоторых специалистов. В модели не нашлось места ни одному по-настоящему серьёзному урагану — четвертой или пятой категории — ни в минувшем столетии, ни в XXI веке. А такие ураганы были.
По всей видимости, феномен, носящий красивое название «Эль-Ниньо», позволил совершиться первому кругосветному путешествию 500 лет назад. Таков вывод ученых, переосмысливших маршрут путешествия Фернана Магеллана.
После прохода же через пролив, который носит ныне его имя, Магеллан столкнулся с очень мягкими и спокойными водами океана, который мы теперь называем Тихим. Такая погода, как также стало известно лишь позже, является редкостью для этих вод, и вероятно, продолжению пути уже изрядно потрепанной командой способствовал «Эль-Ниньо».
Феномен «Эль-Ниньо» имеет место, когда экваториальные воды Тихого океана перегреваются и формируют сильные восходящие потоки воздуха, которые нарушают потоки ветров. Такое изменение практически со стопроцентной вероятностью означает изменение климатических условия в глобальном масштабе – засуху в восточных тихоокеанских областях и жестокие обильные дожди на западном побережье Южной Америки.
Согласно датировке на основе древесных годовых колец «Эль-Ниньо» наблюдался в 1519 и 1520 годах и, судя по всему, имел место и в 1518, когда и состоялось плавание Магеллана.
После прохождения Магелланова пролива эскадра мореплавателя продолжила путь вдоль побережья Южной Америки на север, однако путь Магеллана лежал на запад к «островам специй», куда он впоследствии и свернул. Путь Магеллана закончился у Филиппинских островов, где мореплаватель пал в стычке с аборигенами. «Острова специй» же, относящиеся к индонезийскому архипелагу, остались южнее.
По всей видимости, Магеллану попросту пришлось держаться спокойных вод и теплых ветров «Эль-Ниньо», так как часть его команды погибла, а часть страдала от различных недугов, сильно ограничивавших капитана в ресурсах живой силы.
Эффект «Эль-Ниньо», по мнению Скотта Фитцпатрика из американского Университета Северной Каролины и Ричарда Каллагана из канадского Университета в Калгари, статья которых принята к публикации в Journal of Pacific History, испытывал на себе и прославленный пират Френсис Дрейк, и не менее знаменитый благородный путешественник Джеймс Кук. Дрейк даже потерял один корабль, борясь со стихией, когда спокойная и благоприятная погода вдруг резко сменилась штормом.
Модель же ученых из Национального управления исследований океана и атмосферы подразумевает более детальный подход, учитывающий влияние термодинамических и гидродинамических параметров среды на возникновение гигантских вихревых воздушных потоков. Подобных вычислений до сих пор никто не проводил, однако Кнатсен уверен, что его работа послужит началом новому, более детальному изучению этих природных явлений.
По его представлениям, раз модель смогла более или менее описать события прошлого, значит, и построенным ей перспективам развития картины штормов в будущем надо доверять. Разумеется, в будущем следует провести еще массу дополнительных исследований и в первую очередь стоит выяснить, почему увеличение температуры сначала приводит к повышению частоты ураганов, а затем к постепенному её снижению.
