Вопросы о погоде - Павел Астапенко

Так, тропический ураган Дэвид, пронесшийся в начале осени 1979 года в районе Карибского моря, нанес серьезный ущерб нескольким государствам этого региона, в том числе Доминиканской республике; нашествие урагана практически полностью разрушило ее экономику, как о том сообщила пресса (в частности, газеты «Джорнэл оф коммерс энд коммершл», «Известия» от 9 октября 1979 года). Только материальный ущерб от последствий урагана составил 1,5 млрд. долларов.

В низких широтах земного шара и, в несколько меньшей степени, в умеренных широтах, кроме ураганов, колоссальный ущерб человечеству ежегодно наносят смерчи. В горах на всех континентах сущим бедствием для населения являются сели и снежные лавины. Градобития, ливни, вызывающие наводнения, морозы, случающиеся в неурочные сроки, засухи, песчаные и пыльные бури, суховеи и затяжные ненастья – все эти явления, губительные для сельского хозяйства, наблюдаются каждый год, поражая то одну, то другую страну или целые регионы.

Штормовая погода в океане, бури и шквалы на море и на суше, метели и туманы наносят различным отраслям народного хозяйства громадные убытки и невосполнимые потери… Можно ли с этим бороться? Можно ли предотвратить человеческие жертвы во время таких стихийных бедствий, уменьшить материальные потери? Можно ли, наконец, заранее предвидеть возникновение их?

5.1. Что такое смерч?

Каждый год в летнюю пору в разных уголках земного шара, там, где стоит жаркая погода, сопровождающаяся развитием мощных грозовых облаков, возникают вертикальные или слегка наклоненные к горизонту вихри – воронкообразные возмущения воздуха, известные под общим названием «смерч» (фото 11).

Смерчи рождаются и над водой, и над сушей. Смерчи на суше в Европе называют тромбами, а в Америке – торнадо. Вихри над морем называют водяными смерчами. В тропических странах это явление довольно частое – в США, например, ежегодно бывает несколько сот смерчей, а в отдельные годы – более тысячи. В странах умеренного климатического пояса смерчи над сушей наблюдаются в десятки раз реже, а в высоких широтах они совсем редки.

В центральной части смерча давление воздуха понижено. Внешне смерч представляется опускающимся вершиной к земле конусообразным облачным столбом. От поверхности земли к нему часто поднимается вершиной вверх другой столб – из пыли, мусора или водяных брызг. Диаметр столба – несколько десятков метров. Движение воздуха и вовлекаемых в него предметов – круговое, со скоростью до 100 км/ч. Одновременно воздух в смерче увлекается вверх, к основанию кучево-дождевого облака, под которым возник смерч.

При движении над местностью со скоростью несколько десятков километров в час смерч производит разрушения, вызываемые не только огромной скоростью воздуха внутри самого вихря, но и мгновенным скачком атмосферного давления, которое за считанные секунды может упасть и снова подняться на несколько десятков гектопаскалей. Дома с запертыми дверями и окнами «взрываются» в момент прохождения над ними смерча, целые стены вываливаются наружу, жидкость из сосудов высасывается и разбрызгивается. Были случаи, когда куры, попавшие в полосу прохождения смерча, мгновенно оказывались голыми, как будто их кто-то ощипал.

Одиночный смерч, опускаясь к земле, производит опустошение в полосе шириной несколько сот метров и длиной от нескольких километров до нескольких десятков километров. Большую опасность при смерчах над сушей представляют поднятые в воздух и разлетающиеся в разные стороны твердые предметы – доски, щепки, обломки зданий, листы железной кровли и пр. Энергия смерча колоссальна: он способен сорвать и опрокинуть железнодорожный мост, тяжелый грузовой автомобиль или поднять в воздух и затем бросить на землю самолет весом десять тонн.

5.2. Бывают ли смерчи у нас в стране?

На Европейской части СССР смерчи над сушей отмечались над самыми различными широтами – от Соловецких островов до побережья Азовского и Черного морей. Чаще всего они бывают в конце лета и в начале осени у восточного побережья Черного моря, на Кавказе – до 10 раз в год.

Обычно возникновение их связано с мощными прорывами холодного воздуха на сильно прогретую (выше 25°C) поверхность моря. Прорвавшийся с севера холодный воздух в такой ситуации очень неустойчив: над морем быстро развиваются угрожающего вида темные кучево-дождевые облака с частыми вспышками молний и полосами ливней. Из отдельных облаков свисают хоботы смерчей, к которым от воды поднимаются конусообразные воронки – водяные смерчевые столбы. Бывают случаи, когда смерчи с моря смещаются на побережье, оставляя в предгорьях свои запасы воды, подчас весьма значительные. Вместе с ливнями, обычными на побережье в таких случаях, это иногда приводит к катастрофически быстрому переполнению рек и речушек, которые выходят из берегов и затапливают долины. Один из таких случаев – наводнение в районе Сочи – Мацестинского курорта 10 сентября 1975 года, другой – 21 августа 1985 года в районе Лазаревской.

Над внутренними континентальными областями средней полосы Европейской России смерчи бывают каждое лето по нескольку раз. В районе Москвы смерчи были отмечены в 1904, 1945, 1951, 1956, 1957 и 1984 годах. В 1904 году в Москве при прохождении смерча над Москвой-рекой вода из последней была на некотором протяжении полностью высосана воздушным вихрем и на какое-то время дно реки оголилось. Аналогичный случай имел место в Гомельской области у деревень Беседка и Птичь в июле 1985 года.

5.3. Отчего бывают наводнения и всегда ли они связаны с погодой?

Суть явления, называемого наводнением, – превышение расхода воды над пропускной способностью реки.

Природа наводнений различна, но в большинстве своем она так или иначе связана с погодой. Наводнения вызываются:

1. Обильными осадками – как очень продолжительными, так и сравнительно кратковременными, но чрезвычайно интенсивными. Такие наводнения характерны как для низких широт, где они возникают регулярно, практически ежегодно, так и для районов с муссонным климатом, реки которых отличаются чередованием высокой и низкой воды. Кроме того, причиной наводнений могут стать обильные дожди циклонов умеренных широт и тропических циклонов при замедлении движения этих циклонов.

2. Быстрым таянием снега и ледяными заторами. В средних широтах дружная весна после снежной зимы всегда чревата опасностью наводнений; заторы льда усиливают эту опасность. Критические ситуации возникают обычно весной, когда в результате интенсивной адвекции (переноса) теплых воздушных масс начинается быстрое таяние снега; реки ледникового питания могут переполняться водой и в летние месяцы, при бурном таянии ледников в горах.

3. Нагоном воды с моря на побережья и в устья рек, причиной которого может быть ветер (как правило, при прохождении циклонов) или обильные осадки и подпор воды морским приливом.

5.4. Как часто случаются катастрофические наводнения из-за ливней в средних широтах?

Это зависит от особенностей бассейнов рек и климата местности. Кратковременные и не влекущие за собой серьезных последствий выходы рек из берегов после сильных ливневых дождей в умеренных широтах бывают два-три раза за десятилетие, а катастрофические наводнения – примерно в десять раз реже, то есть два-три раза за столетие и не на каждой реке. Следует учитывать также влияние искусственного регулирования стока инженерными сооружениями, иногда полностью предотвращающими наводнения.

5.5. Можно ли предвидеть наводнения?

Можно практически всегда, но с различной заблаговременностью. В зависимости от многих факторов заблаговременность предупреждения о наводнении может колебаться от многих дней и даже недель до нескольких часов. Для бассейна каждой реки и отдельных ее участков решение этой задачи носит индивидуальный характер. Наводнения могут в ряде случаев предвычисляться по комплексу гидрометеорологических характеристик, используемых в программе предвычисления. Они могут прогнозироваться различными методами, в основе которых лежит учет предыдущей реакции водосбора на выпадение осадков. В любом случае решающая роль принадлежит полноте и точности информации о выпадающих осадках, дефиците почвенной влаги, уровнях воды в реках и других гидрометеорологических характеристиках, таких, как общая синоптическая обстановка, ветер, атмосферное давление и др. Например, наводнения в Ленинграде (фото 12,13), вызываемые нагоном воды в устье Невы из Финского залива при глубоких циклонах над Балтийским морем, уже много лет предсказываются с достаточной заблаговременностью и точностью. Для их прогноза используются данные о положении циклонов над Балтийским морем и Ботническим заливом, о ветре и атмосферном давлении и об уровне воды в восточной части Балтийского моря и Финского залива, фиксируемом постами на побережье и на островах этих акваторий.