0:00Двигатель
Это ураган «Изабель» в Атлантике, в сентябре 2003 года: шторм категории 5, вращающийся двигатель размером с целую страну. Если проследить за его спиральными полосами, видно, что ветры у поверхности закручиваются в одну сторону — против часовой стрелки. Каждый ураган к северу от экватора вращается так, а каждый к югу от него — в обратную сторону. Эта закономерность не случайна. Её создаёт сама планета.
0:27В этой лекции мы узнаем, на чём работает ураган, почему он вращается именно так и что происходит внутри его глаза. Мы вернёмся к двум штормам, которые изменили Америку, и увидим, как прогнозы, которые когда-то ошибались более чем на 350 миль, теперь ошибаются примерно на 100.
0:44Начнём с топлива. Ураган — это тепловой двигатель, и работает он на тёплой воде. Температура поверхности моря должна быть не ниже 26,5 °C, это около 80 °F. И вода должна оставаться такой тёплой до глубины около 50 метров. На этой карте — море в конце августа 2005 года, самая тёплая вода показана красным. Это также объясняет, почему пик сезона приходится на конец лета, когда океан уже несколько месяцев поглощал тепло Солнца.
1:13Двигатель работает так. Тёплая вода испаряется, и влажный воздух над ней поднимается. По мере подъёма воздуха водяной пар в нём конденсируется в облака, а конденсация высвобождает тепло. Это тепло заставляет воздух подниматься ещё быстрее, что затягивает с моря ещё больше влажного воздуха, и цикл сам себя подпитывает. За один день средний ураган выделяет более чем в 100 раз больше тепла, чем вся электроэнергия, производимая в мире.
1:46Почему он вращается
Дальше — вращение. Воздух со всех сторон устремляется к области низкого давления в центре шторма, и на неподвижной планете он тёк бы прямо внутрь. Но Земля вращается, и всё, что движется на большое расстояние по её поверхности, отклоняется — вправо в Северном полушарии и влево в Южном. И вот почему. Поверхность на экваторе несётся на восток со скоростью около 1670 километров в час, а у полюсов почти не движется. Воздух, текущий к полюсу, уносит с собой своё вращение на восток, а ближе к оси это вращение несёт его ещё быстрее, поэтому он обгоняет землю под собой, и его путь искривляется. Это отклонение называется эффектом Кориолиса.
2:30В результате воздух никогда не достигает центра напрямую. Он закручивается вокруг него, и весь шторм сворачивается в спираль — против часовой стрелки на севере и по часовой стрелке на юге. Зная это, по любому спутниковому снимку урагана можно определить, в каком полушарии он находится.
2:47Однако прямо на экваторе бокового отклонения нет вовсе. В пределах примерно 5 градусов от него, то есть около 550 километров по обе стороны, эффект Кориолиса слишком слаб, чтобы закрутить шторм. Вот почему ураганы там почти никогда не образуются и почти никогда не переходят из одного полушария в другое.
А теперь заглянем в центр шторма. Это ураган «Патрисия» у побережья Мексики, в октябре 2015 года. Его ветры достигали 345 километров в час, или 215 миль в час, — это рекорд для всех ураганов за историю наблюдений. В его центре есть просвет в облаках — глаз.
3:30А вот глаз «Изабель» крупным планом. Внутри него воздух опускается, поэтому ветер слабый, а небо может даже проясниться. Видимые завихрения — это мезовихри, небольшие воздушные водовороты, вращающиеся внутри самого глаза. Глаз урагана обычно имеет в поперечнике от 30 до 60 километров, а вокруг него стоит стена глаза — кольцо высоченных облаков, где ветры дуют сильнее всего. Когда глаз проходит над городом, ветер внезапно стихает, а затем возвращается с той же силой с противоположной стороны.
4:02Самое низкое атмосферное давление, когда-либо измеренное на уровне моря, было зафиксировано внутри глаза. У тайфуна «Тип» в западной части Тихого океана в 1979 году давление упало до 870 миллибар. «Тип» был также крупнейшим тропическим циклоном в истории наблюдений — около 2200 километров в поперечнике. Если наложить его на Северную Америку, он покрыл бы половину ширины Соединённых Штатов.
Зачем вообще давать штормам имена? Синоптики часто отслеживали сразу несколько штормов, и длинные описания легко было перепутать в радиоэфире. Атлантическим штормам впервые стали давать имена в 1950 году, используя радиоалфавит того времени: Able, Baker, Charlie. Женские имена ввели в 1953 году, а мужские появились в списках в 1979 году.
4:54Имена действительно помогают, когда активны сразу несколько штормов. 14 сентября 2020 года в Атлантике одновременно вращались пять тропических циклонов — такое до этого наблюдалось лишь однажды, в 1971 году. Всемирная метеорологическая организация ведёт для Атлантики шесть списков имён, которые используются по очереди, так что каждое имя возвращается раз в шесть лет. Исключение — шторм настолько смертоносный или разрушительный, что его имя навсегда выводят из употребления, как это произошло с «Катриной», «Марией», «Иэном» и «Хелен».
5:311900 и 2005
Первый из этих двух штормов обрушился 8 сентября 1900 года. Галвестон в Техасе был тогда одним из богатейших городов штата; он стоял на песчаном острове, самая высокая точка которого возвышалась над морем менее чем на 9 футов. Не было ни спутников, ни радаров, а у кораблей в море не было радио, поэтому никто не мог увидеть, насколько сильным стал шторм в Мексиканском заливе.
5:54Море поднялось более чем на 15 футов и затопило почти весь остров. К утру погибли не менее 8000 человек, и это по-прежнему самое смертоносное стихийное бедствие в истории Америки. Галвестон отстроился за дамбой высотой 17 футов, а затем поднял большую часть города, дом за домом, на домкратах.
6:15Сто пять лет спустя пришла «Катрина». 28 августа 2005 года это был шторм категории 5 посреди Мексиканского залива с ветрами 175 миль в час. Всё побережье от Луизианы до Флориды лежало на его пути.
6:30На следующее утро «Катрина» вышла на сушу в Луизиане, уже ослабев до категории 3. Однако большая часть Нового Орлеана лежит ниже уровня моря, за дамбами, и когда нагонная волна поднялась, дамбы и противопаводковые стены были прорваны примерно в 50 местах. Восемьдесят процентов города оказались под водой. Всего погибли почти 1400 человек, а ущерб составил 125 000 000 000 долларов.
6:56Большая часть этой воды не упала с неба. Она хлынула из озера и каналов, когда противопаводковые стены рухнули. С тех пор город окружён системой дамб, шлюзов и насосов стоимостью 14 500 000 000 долларов — одним из крупнейших гражданских сооружений, когда-либо построенных Инженерным корпусом армии США.
Современные синоптики видят приближение таких штормов гораздо лучше, чем кто-либо мог в Галвестоне. Каждый прогноз теперь сопровождается конусом, вот таким. Конус не показывает размер шторма. Он показывает, куда, вероятно, сместится центр, и в двух случаях из трёх центр остаётся внутри него.
7:37В 1990 году трёхдневные прогнозы Национального центра по ураганам ошибались в положении шторма в среднем более чем на 350 миль. К середине 2020-х годов средняя ошибка составляла около 100 миль. Это улучшение обеспечили спутники, самолёты — охотники за ураганами, пролетающие прямо сквозь стену глаза, и компьютерные модели, работающие на мощных суперкомпьютерах.
8:01Труднее всего по-прежнему предсказать силу. Над очень тёплой водой некоторые штормы усиливаются поразительно быстро; синоптики называют это быстрой интенсификацией — это рост скорости ветра как минимум на 35 миль в час за одни сутки. В октябре 2024 года ураган «Милтон» примерно за сутки вырос с категории 1 до категории 5 на пути к Флориде.
8:28Всё ещё вращается
А теперь посмотрите на другую сторону земного шара. Это циклон «Уинстон» в южной части Тихого океана, в феврале 2016 года, за два дня до того, как он обрушился на Фиджи, став одним из сильнейших штормов, когда-либо зарегистрированных в Южном полушарии. Он работает на той же тёплой воде и на том же двигателе, но посмотрите на его спираль. Этот вращается по часовой стрелке.
8:48Итак, запомните три вещи. Первое: ураган — это тепловой двигатель, который работает на тёплой морской воде температурой не ниже 26,5 °C. Второе: вращение ему придаёт вращение Земли — против часовой стрелки к северу от экватора и по часовой стрелке к югу от него, поэтому на самом экваторе ураганы почти никогда не образуются. И третье: прогнозы того, куда пойдёт шторм, с 1990 года стали точнее более чем втрое, но насколько сильным он станет — по-прежнему самое сложное.
9:19Когда в следующий раз увидите ураган из космоса, посмотрите, в какую сторону он вращается. Если против часовой стрелки — он к северу от экватора, а если по часовой — к югу от него. И помните, на чём он работает: на тёплом море под ним, а закручивает его планета, которая никогда не перестаёт вращаться. Спасибо, что смотрели Earth Explained. Подписывайтесь, чтобы не пропустить следующую историю, и смотрите на планету в прямом эфире, в любое время, на EarthWatch 24-7.
