Как часто мы слышим в новостях о сильных ветрах и ураганах, обрушивающихся на города. Давайте разберемся, что же происходит с погодой и почему так часто дуют сильные ветры. В этой статье мы подробно рассмотрим причины усиления ветров и что нас может ждать в будущем.
Основные причины усиления ветров
Существует несколько основных факторов, которые приводят к усилению ветров в последние десятилетия:
- Глобальное потепление, ведущее к росту температуры воздуха и воды;
- Увеличение испарения воды с поверхности океана;
- Рост энергии в атмосферных процессах, таких как циклоны и антициклоны;
- Ускорение вращения планетарных ветров вокруг полюсов и экватора;
- Нарушение естественной циркуляции воздушных масс между арктикой, умеренными широтами и тропиками.
Рассмотрим подробнее каждый из этих факторов.
Глобальное потепление
За последнее столетие средняя температура воздуха у поверхности Земли выросла более чем на 1°С. Это приводит к тому, что в атмосфере содержится больше энергии, которая усиливает ветры.
Кроме того, из-за потепления тают ледники, меняется циркуляция океанических течений. Все это нарушает сложившийся климатический баланс и способствует формированию более сильных воздушных потоков.
Испарение с поверхности океана
Около 90% дополнительной энергии от глобального потепления поглощается Мировым океаном. Это приводит к нагреву поверхностных вод до более высоких температур.
Более теплая вода интенсивнее испаряется, отдавая влагу в атмосферу. Это дополнительное количество водяного пара также является "питательной средой" для формирования штормов и ураганов.
За последние десятилетия влажность воздуха над океаном выросла более чем на 3%, и этот показатель продолжает расти.
Рост энергии атмосферных процессов
Избыточная энергия от потепления климата провоцирует активизацию таких масштабных процессов в атмосфере, как циклоны и антициклоны. Их число и интенсивность начинают расти.
А более мощные воздушные вихри несут в себе повышенную скорость ветра, которая при выходе циклона на сушу ощущается как ураган или шторм.
Ускорение планетарных ветров
Существуют постоянные воздушные течения в атмосфере Земли, которые называются планетарными, или общими ветрами. К ним относятся:
- Пассаты;
- Западные ветры;
- Восточные, или стратосферные ветры.
Из-за изменения температур воздушных слоев на разных широтах скорость этих глобальных ветров возрастает. А значит, и локальные ветры в конкретных регионах приобретают большую интенсивность.
Нарушение циркуляции воздушных масс
Еще одной причиной усиления ветров являются изменения в переносе воздушных масс между экваториальными, тропическими и полярными широтами планеты.
Раньше существовал относительно стабильный обмен холодным воздухом Арктики и теплым воздухом тропиков. Сейчас этот механизм сломался, что приводит к перекосам и усилению неравномерности давления в атмосфере по широтам.
А по законам физики, чем сильнее перепад давления тем быстрее движется воздух, то есть дует ветер.
Как усиливаются ураганы и смерчи
Отдельно стоит рассмотреть вопрос, почему в последние десятилетия участились и усилились такие опасные явления, как ураганы, торнадо и смерчи.
Механизм формирования ураганов
Ураганы обычно зарождаются над поверхностью теплых тропических морей и океанов, где происходит активное испарение влаги.
Это приводит к резким ливням и грозовой активности. Возникают мощные восходящие потоки нагретого влажного воздуха, которые начинают вращаться по часовой или против часовой стрелки.
Так формируется воздушный вихрь — тропический циклон, который питается энергией теплого океана, постоянно испаряющего новые объемы воды в своей центральной части.
Влияние температуры океана
Одним из ключевых факторов интенсивности ураганов является температура поверхности океана в месте его зарождения. Если вода достаточно теплая (выше 27 °С), то получается своего рода положительная обратная связь.
Более высокая температура → активное испарение влаги → "подпитка" циклона дополнительной энергией → еще более интенсивный нагрев поверхностных вод океана.
Этот цикл многократного усиления как раз и приводит к образованию разрушительных ураганов 4 и 5 категории из потенциально слабых тропических штормов.
Трудности прогнозирования ураганов
Несмотря на развитие технологий спутникового слежения и компьютерного моделирования, прогнозирование поведения ураганов до сих пор остается сложной задачей для метеорологов.
Дело в том, что на их усиление или ослабление влияет комплекс из десятков взаимосвязанных параметров, таких как:
- Температура поверхности океана;
- Скорость и направление ветра;
- Влажность и температура воздушных слоев атмосферы;
- Перепады атмосферного давления;
- Течения в океане под штормом;
- Приливно-отливные явления.
Малейшее отклонение одного из этих параметров может существенно повлиять на развитие циклона в целом.
Новые методы изучения ураганов
Чтобы получать более точные данные из центра ураганов, в атмосферу вверх или в океан вниз забрасывают специальные зонды-метеостанции.
Также активно развивается направление использования беспилотных летательных аппаратов, которые могут самостоятельно попасть в нужный район внутри шторма и передать оттуда показания датчиков.
В перспективе такие технологии помогут метеорологам максимально точно моделировать поведение урагана, определять районы наибольших разрушений на его пути и заблаговременно предупреждать население.
