70 лет назад учёные впервые попытались управлять ураганом — и это чуть не закончилось катастрофой

13 октября 1947 года самолёт B-17 Военно-воздушных сил США проник в ураган в 667 километрах к востоку от Джексонвилля и сбросил несколько фунтов измельчённого сухого льда прямо в шторм. Это была первая в истории попытка изменить тропический циклон с помощью засева охлаждающими ядрами. Она едва не стала последней.

За год до этого Винсент Шефер, работавший в лабораториях General Electric, обнаружил, что при внесении сухого льда (твёрдого углекислого газа) в среду с переохлаждённой водой (водой, которая холоднее 0 градусов Цельсия, но ещё не замёрзла) можно вызвать её превращение в лёд. Он понял, что этот процесс можно воспроизвести в свободной атмосфере и он способен запускать микрофизические реакции, изменяющие облака и осадки. По его настоянию лаборатории General Electric достигли соглашения с Исследовательской лабораторией Военно-морских сил и Армейским корпусом связи о проведении экспериментов, в которых самолёты Военно-воздушных сил будут засевать облака и туман сухим льдом, чтобы наблюдать за изменениями. Вскоре были разработаны планы провести такой эксперимент на урагане.

Однако только к концу следующего сезона ураганов самолёты и персонал стали доступны для выполнения миссии. 12 октября ураган, получивший от Управления ураганов Военно-воздушных сил обозначение «Кинг», двинулся на северо-восток через Флориду, обрушив тропические ливни на южную оконечность штата, что вызвало разрушительные наводнения, продолжавшиеся несколько дней. На следующий день шторм сместился к побережью и продолжил движение в открытое море. Это казалось идеальным случаем для проекта «Циррус» — ураган больше не взаимодействовал с сушей и не должен был никому навредить после эксперимента. Днём два B-17 и B-29 вылетели из Мобила, штат Алабама, и взяли курс на восток, чтобы перехватить ураган.

Первый бомбардировщик летел на уровне вершин облаков и проводил засев. Крупные куски сухого льда подавались в дробилку на самолёте и сбрасывались через брюхо в облака внизу. Второй B-17 следовал в полумиле позади и на 900 метров выше, чтобы документировать изменения облаков. Третий самолёт был контрольным и нёс Шефера для мониторинга изменений и управления двумя другими машинами. Самолёты не имели сложного навигационного оборудования для наведения, поэтому было решено не проникать в глаз урагана или его интенсивные дождевые полосы, а засевать внешние облака.

Сначала они сделали получасовой заход на 175 километров, сбросив по пути 36 килограммов льда. Затем вернулись, чтобы посмотреть, что произошло с облаками. После этого они произвели два массовых сброса по 23 килограмма каждый в вершину одного крупного кучевого облака и кружили вокруг него, наблюдая за изменениями. Они заметили, что после первого захода облачный покров внизу начал разрушаться. После второго испытания облачная вершина продолжала расти. Удовлетворённые своей работой, самолёты вернулись на базу.

Учёные с нетерпением ждали возможности изучить шторм на следующий день. Однако когда они вылетели к расчётному местоположению, у них возникли трудности с обнаружением глаза урагана. После некоторых поисков они нашли центр урагана почти в 160 километрах к западу от того места, где ожидали. К своему изумлению, они обнаружили, что ураган повернул на 135 градусов влево и теперь двигался прямо на запад. Более того, он усиливался! К вечеру 15 октября ураган «Кинг» обрушился на Саванну, штат Джорджия. Один человек погиб от штормового нагона, а материальный ущерб Джорджии и Южной Каролине составил 2 миллиона долларов.

Общественность была возмущена тем, что учёные заставили шторм повернуть в Джорджию. Дело не улучшило заявление главы лабораторий General Electric доктора Ирвинга Ленгмюра, который заявил, что он «на 99 процентов уверен» в том, что шторм изменил курс из-за засева. Глава Бюро погоды доктор Фрэнсис Райхеледерфер думал иначе и назначил трёх своих метеорологов найти случай, когда ураган следовал по аналогичной траектории, но не был засеян. Такой случай был опубликован, демонстрируя, что ураганы могут так поворачивать и без использования сухого льда, и угрозы судебных исков в конце концов сошли на нет.

Но ранний энтузиазм общественности по поводу модификации погоды угас. В эпоху, когда многие научно-фантастические фильмы изображали безумных учёных, угрожающих миру уничтожением из-за своей гордыни, это событие, казалось, подтверждало этот образ. Многие годы после этого ни один учёный не осмеливался произносить «модификация погоды» и «ураган» в одном предложении.

Одиннадцать лет спустя Национальный проект по исследованию ураганов провёл очень скромные испытания оборудования для засева в урагане, но держал всё в секрете, пока не убедился, что шторм не собирается выкинуть такой же фокус. И только в 1962 году Бюро погоды США и Министерство обороны достигли формального соглашения о проведении проекта «Штормфьюри» и снова попытались засевать ураганы.

Это была амбициозная экспериментальная программа исследований по изменению ураганов, проводившаяся между 1962 и 1983 годами. Предлагаемая техника модификации включала искусственную стимуляцию конвекции за пределами стены глаза урагана с помощью засева йодидом серебра. Утверждалось, что усиленная конвекция будет конкурировать с первоначальной стеной глаза, приводя к её переформированию на большем радиусе и, таким образом, через частичное сохранение момента импульса, к уменьшению самых сильных ветров. Поскольку разрушительный потенциал урагана быстро растёт по мере усиления самых сильных ветров, даже сокращение на 10 процентов было бы оправданным. Модификация была предпринята на четырёх ураганах в течение восьми разных дней. В четырёх из этих дней ветры ослабли на 10-30 процентов. Отсутствие реакции в другие дни было интерпретировано как результат неправильного выполнения засева или неудачного выбора объектов.

Эти многообещающие результаты были поставлены под сомнение в середине 1980-х годов, потому что наблюдения в незасеянных ураганах показали, что у засева облаков было мало перспектив на успех, поскольку ураганы содержали слишком много естественного льда и слишком мало переохлаждённой воды, а также что положительные результаты, полученные в ходе экспериментов по засеву в 1960-х годах, проистекали из неспособности отличить ожидаемые результаты вмешательства человека от естественного поведения ураганов.

На протяжении пары десятилетий Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и его предшественник пытались ослабить ураганы, сбрасывая йодид серебра в дождевые полосы штормов. За эти годы учёные засевали облака в ураганах «Эстер» (1961), «Беула» (1963), «Дебби» (1969) и «Джинджер» (1971). Эксперименты проводились в открытой Атлантике, далеко от суши. Засев в рамках проекта «Штормфьюри» был нацелен на конвективные облака непосредственно за стеной глаза урагана в попытке сформировать новое кольцо облаков, которое, как надеялись, будет конкурировать с естественной циркуляцией шторма и ослаблять его. Идея заключалась в том, что йодид серебра усилит грозы дождевой полосы, вызывая замерзание переохлаждённой воды, высвобождая тем самым скрытую теплоту плавления и помогая дождевой полосе расти за счёт стены глаза. С ослаблением конвергенции к стене глаза сильные ветры внутреннего ядра также должны были значительно ослабнуть. Для успеха засева облаков необходимо, чтобы облака содержали достаточное количество переохлаждённой воды. Хорошая идея, но в итоге у неё оказался фатальный недостаток. Наблюдения, сделанные в 1980-х годах, показали, что в большинстве ураганов недостаточно переохлаждённой воды для работы засева по методу «Штормфьюри» — плавучесть в ураганной конвекции довольно мала, и восходящие потоки соответственно невелики по сравнению с теми, что наблюдаются в континентальных суперъячейках или мультиячейках средних широт.

Кроме того, было обнаружено, что незасеянные ураганы образуют естественные внешние стены глаза — как раз то, что учёные «Штормфьюри» ожидали увидеть от засеянных. Это явление делает почти невозможным отделить эффект засева (если он есть) от естественных изменений. Те немногие случаи, когда засев проводился и наблюдалось снижение интенсивности, были, несомненно, вызваны тем, что сейчас называется «концентрическими циклами стенки глаза». Таким образом, природа достигала того, что NOAA надеялась сделать искусственно. Неудивительно, что первые несколько экспериментов были признаны успешными. Поскольку результаты экспериментов по засеву были столь неубедительными, проект «Штормфьюри» был прекращён.

Сегодняшний основной фокус Исследовательского отдела ураганов NOAA — лучшее физическое понимание ураганов и улучшение прогнозов. Лучший способ минимизировать ущерб от ураганов — научиться сосуществовать с ними. Правильные строительные нормы и понимание риска при выборе места жительства в районах, подверженных ураганам, могут помочь людям оценить свою ситуацию. Разумная подготовка к ураганам и просвещение общественности наряду с улучшенными прогнозами могут помочь, когда ураган неизбежно обрушится на сушу.