Риск возникновения смерчей оказался выше, чем считалось ранее

Российские климатологи совместно с зарубежными коллегами собрали и проанализировали данные о смерчах над территорией северной Европы за последние 11 веков. Ученым удалось обнаружить некоторые закономерности, на основании которых можно оценить риск возникновения смерчей в том или ином районе и рассчитать потенциальный ущерб, который он нанесет. Также выяснилось, что смерчи — явление куда более частое, чем считается. Результаты работы опубликованы в журнале Monthly Weather Review. Изучения поддержаны Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

«Мы собрали данные о смерчах на территории России и соседних стран, начиная с X века, и насчитали почти три тысячи явлений, и это не считая того, что данные далеко не полные. Мы видим рост числа смерчей в последние годы, связанный с ростом информации. Сейчас мы уже «вышли» на цифру в 150 случаев в год, из них около 10–20 – сильные смерчи, скорость ветра более 50 м/с, а 1–3 смерча – разрушительные, со скоростью ветра более 70 м/с. Но конечно, большинство явлений слабые и непродолжительные. Тем не менее, в среднем за год от смерчей в Северной Евразии гибнет от 2 до 10 человек, от 10 до 100 человек получают различные повреждения», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Александр Чернокульский, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН, лауреат премии Правительства Москвы молодым ученым, лауреат премии РАН молодым ученым.

Изменение климата беспокоит многих: в новых условиях могут исчезнуть некоторые экосистемы с их обитателями, смена водных и температурных режимов затронет экономику, например сельское хозяйство африканских стран, и многое другое. Еще одно из последствий — увеличение количества опасных природных явлений. И поскольку бороться с изменением климата не так просто, необходимо подстраиваться под него и разрабатывать способы уменьшения ущерба от различных катаклизмов.

Международная группа климатологов изучила информацию о недооцененном природном явлении — смерчах. Они представляют собой быстро вращающиеся вихри, возникающие в грозовых облаках особого типа — не в небольших короткоживущих, а в достаточно протяженных, с собственной циркуляцией, так называемым мезоциклоном. Теплый влажный воздух поднимается вверх, образуя область низкого давления, куда устремляется окружающий воронку холодный воздух. В процессе выделяется большое количество энергии, расходуемой на движение смерча. Воронка опускается в виде хобота к поверхности земли или воды, а после исчерпания объемов питающего воздуха ослабевает и втягивается в грозовое облако. В нижнем поперечном сечении смерч может достигать диаметра нескольких сотен метров и даже нескольких километров и передвигаться со скоростью до 70 км/ч. Смерчи наблюдаются на всех материках за исключением Антарктиды, но больше всего — в Северной Америке, где за год возникает порядка тысячи смерчей (торнадо); согласно официальным данным, в нашей стране за то же время их бывает всего один-два, в основном в европейской части России. Как оказалось, цифра сильно преуменьшена.

Информацию о смерчах ученые находили в разнообразных источниках: исторических хрониках, новостных заметках, свидетельствах очевидцев, метеорологических наблюдениях и прочее. Однако не все случаи могут быть зафиксированы: если явление прошло в отдалении (например, в сибирской тайге), его мог никто не увидеть, а редкие станции наблюдения не зафиксировать. Поэтому исследователи также проанализировали снимки со спутников разных лет и выделили участки специфического, «закрученного» лесоповала — так число случаев увеличилось.

На основании имеющихся данных удалось сделать вывод о том, что смерчи имеют четкую временную привязку. Так, пик их возникновения над сушей приходится на май-август и 17–18 часов дня; над водой он сдвигается на позднее лето и первую половину суток, 9–13 часов. Первое можно объяснить особенностями теплообмена: максимальный прогрев поверхности наблюдается в районе 3–4 часов дня, дальше еще некоторое время занимает развитие грозового облака. Второе связано с сильным испарением воды с поверхности моря — теплый влажный воздух необходим для формирования смерча.

Климатологи также предложили «ингредиентный» подход к прогнозированию рисков возникновения смерчей. Суть заключается в том, что любое опасное природное явление складывается из нескольких факторов (влажность, температура и так далее) и связано с их критическим изменением. То есть, зафиксировав резкие скачки показателей (по данным наблюдений или в моделях прогноза погоды), можно принять меры по защите населения и важных объектов. Моделирование по этому принципу с учетом изменения климата показало, что риск смерчей в ближайшие годы сильно возрастет на юге Дальнего Востока, а также (в меньшей степени) в средней полосе и Сибири. Однако контроль за погодой и внедрение прогноза смерчей в оперативную практику могут значительно снизить разрушительный эффект и спасти множество жизней.