Текст: Иван Морозовицкий

$1,5 млрд за спокойствие

22 мая 2011 года возле города Джоплин в штате Миссури сгустились тучи и начался сильный дождь. Холодные воздушные потоки резко устремлялись вверх, но система оповещения о торнадо, которая была разработана еще в начале 1990-х годов, молчала. К полудню воронка смерча коснулась земли. Через 33 минуты город был полностью уничтожен. Под завалами оставалось почти все его население. После разбора разрушений стало понятно, что от удара смерча погибло более 150 человек. Тогда метеорологи присвоили торнадо самую разрушительную 5-ю категорию, которая означает, что сила ветра в центре воронки составляла более 400 км/ч и ни одна постройка, которая стояла на его пути, не могла выдержать такого удара.

После этого администрация Барака Обамы решила разработать новую систему прогнозирования и оповещения о торнадо. Но сначала нужно было понять, как именно формируется это явление и какие процессы влияют на его мощность. «Раньше считали, что движение холодных потоков или грозовые фронты могут дать точное указание, где именно зародится смерч, но теперь этого, кажется, слишком мало», — рассказывает Майкл Типпет, метеоролог из Колумбийского университета. По его мнению, новая теория о торнадо должна включать в себя долгосрочное моделирование, когда основные вихри можно будет предсказывать за двое суток до их удара.

В новую систему должны войти спутники, запущенные на орбиту в прошлом году, для того чтобы можно было рассматривать погодные условия в комплексе. А также специальные станции оповещения и измерения основных метеорологических показателей на Среднем Западе США. Именно там и происходят самые мощные и разрушительные ураганы. Кроме того, в рамках Администрации по исследованию океанов и атмосферы США создается специальный вычислительный центр, который будет заниматься постоянным моделированием развития погоды при ураганах.

Американское правительство решилось на этот шаг после того, как стало известно, что сезон 2016 года может быть таким же разрушительным, как в 2011-м. Уже сейчас прогнозируют, что количество ураганов будет расти, а их мощность — увеличиваться. Старая система предсказаний торнадо очевидно устарела. В Белом доме не жалеют об уже потраченных на систему борьбы с торнадо $1,5 млрд, так как разрушения, которые принесут смерчи в следующем году, могут быть намного более серьезными.

Больше и мощнее    

В 2013 году, когда финансирование новой программы только обсуждалось, ученые Колумбийского университета совместно с НАСА подготовили доклад о будущем изменении климата и влиянии этих процессов на торнадо. В документе значилось, что повышение температуры в мире на 2° С привело к тому, что точность всех погодных прогнозов упала на 17%. В случае торнадо это означает, что его предсказание по старой модели неэффективно. Особенно это касается штормов 4-й и 5-й категорий, которые теперь формируются куда стремительней, чем раньше.

Тогда же ученые из Мичиганского университета доказали, что количество смерчей может уменьшиться в ближайшее время, но зато они станут значительно мощнее. Главными виновниками окажутся новые морские течения, которые из-за потепления начали формироваться в Тихом океане и Атлантике.

Кроме того, ученые обоих университетов выяснили, что уровень в 1 тысячу торнадо, который США переживает каждый год, будет только расти. Потепление также приведет к тому, что смерчи станут зарождаться на несвойственных им территориях, таких как Канада или континентальная Европа.

Анатомия смерча

Последние исследования торнадо, которые в 2015 году были проведены НАСА, показывают, что его формирование зависит не только от контакта холодного и теплого воздушных потоков. Ранее считалось, что воронка формируется там, где теплые воздушные массы, насыщенные влагой, приходят с океана под сухой «купол» холодного воздуха. В этом месте формируются дождевые капли и теплый воздух быстро устремляется вверх, создавая специальную зону разреженности. Холодные потоки втягиваются
в эту зону, и образуется характерная воронка.

Когда она достигает земли, выделяется колоссальное количество энергии. Именно это и приводит к огромным разрушениям. Мощность торнадо различают по специальной шкале Фудзиты, которая высчитывает скорость ветра у эпицентра — от 60 до 400 км/ч. Пока в мире не зафиксировали скорость большую, и поэтому все ураганы, перемещающиеся с более высокой скоростью, считаются только теоретическими. Хотя самый высокий класс торнадо, 12-й, сопровождается ветром, который превосходит скорость звука.

Последние исследования показали, что столкновения холодного и теплого фронтов приводят к образованию торнадо только в 25% случаев. «В остальном вероятность смерча определяется более тонкими факторами, такими как размещение точки росы или общая климатическая ситуация в регионе», — считает Эрик Стерн, старший аналитик климатического департамента НАСА. Сейчас изменение климата привело к тому, что теплые воздушные массы чаще формируются над Атлантикой, и потому старые модели предсказаний ураганов уже уходят в прошлое. Перед исследователями стоит задача научиться более комплексно понимать природу этого явления. Иначе уже в ближайшем будущем его невозможно будет предсказать.

Заглянуть в бурю

В основу новой системы прогнозирования торнадо, которая заработает уже в начале 2016 года, ляжет создание единой модели прогнозирования погоды. Для этого уже созданы несколько десятков специальных станций, которые располагаются в самых вероятных областях появления смерчей. Ученые признают, что хотят использовать опыт «охотников за торнадо», постоянно наблюдающих за смерчами на местности и, значит, умеющих составлять о них более полную картину. Кроме того, каждая станция будет оборудована мощным доплеровским радаром, который может улавливать колебания волн на много километров вокруг.

По словам метеоролога Гарольда Брукса, еще несколько лет назад без этих станций эксперты умели создавать достоверную модель погоды только в рамках одного континента. Остальное вычислялось с помощью алгоритмов, которые уже теряют свою актуальность. В 2010 году на основе этих алгоритмов метеорологи попробовали построить модель погоды на целый сезон и получили результат, который сбылся только на 10%.

Если станции заработают, то в круговой зоне 50 км можно будет предсказать торнадо за несколько часов. В дополнение к этому новое созвездие спутников сможет давать общую картину климатической ситуации над Атлантическим океаном, где формируется большинство теплых воздушных масс. Объединив эти два показателя, в Администрации по исследованию океанов и атмосферы США хотят создать одну общую новую модель, которую сразу подключат к системе оповещения. И ученые предлагают не тянуть с этим, поскольку, по первым данным новых станций и спутников, сезон ураганов в 2016 году может оказаться катастрофически разрушительным.

ЛОВЕЦ ВЕТРА

Охотник за торнадо — о том, насколько опасен смерч и как близко можно подходить к воронке

Начиная с 2011 года Грег Джонсон отказался от карьеры в консалтинге, закрыл свою фирму в Канаде и стал ловцом торнадо. К настоящему моменту он преодолел более 20 тысяч км в погоне за стихией. Его команда была свидетелем самых разрушительных смерчей на американском Среднем Западе. Он исследовал и задокументировал более 500 смерчей и стал одним из самых известных американских операторов экстремальных погодных явлений.

Благодаря его энтузиазму возникло что-то вроде тренда — десятки активистов организовывают свои собственные лаборатории, чтобы предсказывать торнадо, выходить к ним на перехват и вести прямые интернет-трансляции с «охоты».

Джонсон рассказал «Репортеру» о том, как он готовится к перехвату торнадо, зачем люди стремятся увидеть вживую смертельные воронки и как энтузиасты помогают ученым.    

 — Как вы готовитесь к охоте на торнадо?

— Перехват шторма начинается загодя. В зимний период я постепенно собираю информацию о том, каким будет лето. Если засушливым, то готовлюсь к активному сезону торнадо.

Случится ли торнадо сегодня, я определяю при помощи прогноза погоды и модели развития климатической ситуации в регионе. Также проверяю потенциальные штормовые течения на несколько недель вперед. В этих прогнозах я ищу особенные условия, которые говорят мне, что в ближайшие несколько дней там-то и там-то может сформироваться торнадо. Условия следующие: в этом месте должен дуть сильный и холодный ветер в средних слоях атмосферы, а под ними должна наблюдаться высокая влажность воздуха. После этого я проверяю профиль скорости ветров на этой территории — они должны достигать определенного показателя на каждом уровне. В основном эти подготовительные работы я провожу весной. Они помогают мне отметить места потенциального формирования торнадо.

В большинстве случаев мне удается определить правильные координаты. Я стараюсь выбирать места поближе к моему дому в Канаде, чтобы не пришлось долго добираться. Хотя иногда в поисках смерча я могу ехать более 2,5 тысячи километров. Главное — добраться до цели вовремя. По моему мнению, достоверными являются прогнозы максимум на 48 часов. Остальным же не стоит доверять. Потому я определяю наиболее перспективный близкий участок и еду туда на перехват.

— Как выглядит охота на торнадо?

— В день фактического шторма и погони за смерчем я постоянно контролирую ключевые для торнадо погодные параметры: температуру воздуха, точку росы и направление ветра. Слежу за показаниями спутниковой радиолокационной системы, которая установлена у меня в машине. Когда буря начинается в районе с деальными условиями, я еду к эпицентру. Если в нем рождается воронка шторма, значит все расчеты были правильными — остается только достать камеру и успеть захватить те мгновения, когда хобот смерча касается земли и кругом начинают лететь пыль и обломки. 

— Какое оборудование используют охотники за торнадо?

— Оборудование, которое я использую, очень простое. Брать с собой в опасную дорогу хрупкие вещи и научные приборы означает потерять их или разбить. Тем более что погоня часто проходит по проселочным дорогам и лесным тропам.

Я использую около десяти камер для захвата изображений экстремальных погодных условий. Также всегда со мной портативный спутниковый ресивер. Он помогает получать информацию с радара о перемещении торнадо. Езжу я на грузовике.

Метеорологические исследования для меня проводит отдельная группа специалистов, которые часто сопровождают меня в поездках. Но моя главная задача в команде — захват момента торнадо. То есть коллеги ожидают от меня, что я успею оказаться в нужное время рядом с воронкой шторма и сделать несколько хороших кадров.

— Насколько близко можно подходить к торнадо, чтобы получить нужные кадры?

— Вообще-то, чтобы, с одной стороны, снимки вышли хорошие, а с другой — чтобы оператора не засосало в воронку, ближе чем на 200 метров к торнадо лучше не подбираться. С такого расстояния чувствуется сильнейший ветер, можно услышать гул торнадо и увидеть, как смерч поднимает над землей мусор и крупные объекты. Были времена, когда я старался оказаться как можно ближе к эпицентру шторма. Несколько раз меня даже начинало засасывать в воронку и приходилось быстро убегать оттуда.

Часто приблизиться к воронке сложно из-за рельефа местности. Она может возникнуть там, где нет дорог, так что к ней толком невозможно будет подъехать.

Вообще, с высоты опыта могу сказать, что современная мода, когда охотники за торнадо пытаются проникнуть в середину шторма на специальных автомобилях, очень опасна. Торнадо легко отрывает от земли машины, даже бронированные, на сотни метров в высоту. Спастись при такой ситуации будет сложно. Из-за подобной излишней экстремальности гибнет много энтузиастов.

— Как жители районов, в которых происходит торнадо, реагируют на вашу деятельность?

— Это отдельная тема. Я часто наблюдаю, как местные жители, стоит только пройти сообщению о приближающемся смерче, бросают все дела и прыгают в свои машины. Они несутся на перехват воронке, только чтобы успеть снять ее на камеру мобильного телефона. Они не слушают предупреждения властей об опасности и мчатся ей навстречу. Такие «охотники» делятся на два типа: местные ученые, беспорядочную и неподготовленную погоню которых еще можно оправдать, и просто зеваки, мечтающие сделать селфи на фоне торнадо. Но и первых, и вторых объединяет одно — результат: любительские снимки стихии, ценность которых — как культурная, так и научная — невелика. Зато велика опасность погибнуть в погоне за ними. В зоне, которая лежит вплотную к смерчу, скорость ветра достигает 400 км/ч. Мне доводилось видеть, как смерч поднимал машины, из которых торчали камеры мобильников.

— Зачем вы охотитесь за торнадо?

— Прежде всего чтобы понять это явление. Понимаете, энтузиасты помогли науке, изучающей торнадо, значительно продвинуться вперед. Например, данные наших исследований, собранные за много лет, дали возможность улучшить моделирование движения воронки. Это помогает намного раньше оповещать людей, оказавшихся на пути стихии, об опасности.

В полевых условиях мы обеспечиваем раннее оповещение в небольших городах. Когда выезжаем на перехват, уже знаем, что рядом может сформироваться воронка, и потому предупреждаем всех об опасности. Наши предупреждения оказываются более правдивыми, чем у обычных метеорологов, так как они наблюдают бурю на радаре, да к тому же только в двух измерениях. Мы же видим все
в реальном времени, во всех измерениях и можем дать значительно больше информации. И, кстати говоря, только после того как передали все данные, отправляемся с камерами на охоту.

Главное же для нас, ловцов торнадо, — это возможность понять, как формируется стихия, и, значит, научиться как можно раньше предупреждать смерч. Именно это толкает охотников за торнадо из года в год продолжать свою погоню за воронками штормов. А снимки и видео — это только красивый результат большой научной работы, который должен показать, насколько опасно это явление.