Вчені відмовляються визнавати своє безсилля перед люттю природних стихій і домагаються все більших успіхів в прогнозі торнадо, ураганів і цунамі, пише Олексій Бондарев у №23 журналу Корреспондент від 14 червня 2013 року.
Лише 16 хвилин – стільки часу було у жителів американського Оклахома-сіті, штат Оклахома, для того щоб приготуватися до наближення руйнівного торнадо – кинути свої справи, схопити дітей і сховатися в надійному притулку. Рівно 16 хвилин, та й то – така кількість часу була у розпорядженні лише тих, хто перебував поруч з включеним радіоприймачем або телевізором і міг почути попередження Національного центру штормових попереджень США.
Цієї чверті години вистачило сотням тисяч людей, щоб врятувати свої життя, проте для 18 осіб (шестеро з них – діти) цей проміжок часу перетворився на останні хвилини життя.
Торнадо, що вдарив 31 травня по штату Оклахома, мав рекордний в історії спостережень за цими природними явищами діаметр воронки – понад 4,2 км. Швидкість вітру всередині воронки становила неймовірні 475 км / год.
Співробітники Центру штормових попереджень можуть пишатися своїм досягненням. 16 хвилин – це більше, ніж можна було очікувати, адже зазвичай штормове попередження звучить за вісім-десять хвилин до наближення урагану.
На відміну від інших природних катаклізмів, таких як снігові бурі або шторми, торнадо не дають можливості заздалегідь попередити людей про небезпеку
Чому, на відміну від інших природних катаклізмів, таких як снігові бурі або шторми, торнадо не дають можливості заздалегідь попередити людей про небезпеку? З таким питанням преса вкотре накинулася на вчених.
16 хвилин замість десяти – це, звичайно, результат. Але навряд чи його можна назвати видатним. Про що свідчить і той факт, що в числі жертв смерчу виявився знаменитий мисливець за ураганами Тім Самарас, який займався дослідженням цих природних явищ.
Самарас багато років спостерігав за ураганами, робив передачі про них для каналів Discovery і National Geographic, вважався одним з найбільших експертів у цій галузі. У своєму останньому інтерв'ю, яке вчений дав журналу National Geographic незадовго до смерті, він назвав загадку виникнення торнадо основною метою своїх досліджень.
Експерт: Ми досі не знаємо, чому одні шторми провокують виникнення торнадо, а інші ні. Якби ми краще розуміли природу торнадо, ми могли б більше зробити в прогнозі їхньої появи
"Ми досі не знаємо, чому одні шторми провокують виникнення торнадо, а інші ні, – сказав Самарас. – Якби ми краще розуміли природу торнадо, ми могли б більше зробити в прогнозі їхньої появи".
Вклад Самараса у вивчення ураганів був величезний, і все ж він, як і інші дослідники, не зміг наблизитися до розгадки таємниці торнадо. Багато експертів зараховують їх до природних феноменів, які неможливо передбачити.
"На відміну від циклонів, які можна спрогнозувати, появу торнадо передбачити поки що не можна", – констатує італійський оглядач Джованні Капрара.
Однак не всі експерти налаштовані так скептично. Невеликий прогрес у справі передбачення смерчів все ж окреслюється, є успіхи і в передбаченні інших кліматичних катаклізмів, що регулярно загрожують жителям різних регіонів планети.
Хмари на прослуховуванні
"Бачити торнадо, перебувати поблизу смерчу – це незабутнє відчуття, іноді навіть не відразу віриш, що це відбувається з тобою", – казав Самарас у своєму останньому інтерв'ю.
У кожного смерчу свій звук, розповідав він. Смерч проноситься над полем, звучить, як величезний водоспад. Звук торнадо в місті більше схожий на безперервний гуркіт грому.
Пахнуть смерчі теж по-різному, зазначав знаменитий мисливець за ураганами. Смерчі в чистому полі мають запах свіжоскошеної трави або щойно розритої землі, а торнадо, який щойно зруйнував будинок, може пахнути газом, згадував Самарас.
Дослідник бачив сотні смерчів за своє життя, він ретельно збирав дані про них, щоб краще зрозуміти природу торнадо. "Нам корисні всі дані про смерчі – як зібрані під час зовнішнього спостереження, так і зсередини", – пояснював Самарас.
На спеціально обладнаному автомобілі вчений намагався якомога ближче наблизитися до торнадо, зробити відеозаписи і вимірювання, аналіз яких допоміг би зрозуміти механізм природного явища.
Смерчі, які часто іменують іспанським словом "торнадо", – це атмосферні вихори, що виникають на великій висоті в грозових хмарах і поширюються вниз до самої землі
Смерчі, які часто іменують іспанським словом "торнадо", – це атмосферні вихори, що виникають на великій висоті в грозових хмарах і поширюються вниз до самої землі. Іноді повітряний стовп має висоту до 1 км. Найчастіше діаметр воронки складає лише кілька десятків метрів. Такі смерчі не становлять великої загрози, проте деколи діаметр воронки досягає сотні метрів, а швидкість вітру всередині – сотень кілометрів на годину. Великі торнадо спричиняють жахливі руйнування, змітаючи буквально все на своєму шляху.
Температура, вологість, швидкість руху повітря – всі ці параметри вкрай важливі для розуміння того, чому смерчі утворюються в грозових хмарах, пояснював Самарас. Дані про динаміку торнадо – швидкості всередині воронки і швидкості переміщення самого смерчу – також вкрай важливі, наголошував дослідник. Спираючись на них, можна зробити висновки про вимоги до міцності житлових будівель у тих районах, де регулярно з'являються смерчі.
Чергова спроба отримати максимум інформації про природу торнадо коштувала життя 55-річному Самарасу, а також його 24-річному синові Полу, який займався дослідженнями разом з батьком.
Дані, які вчені одержують з "полів", мають величезну цінність для аналітиків, чиїм завданням є передбачення торнадо.
"Циклони досить легко виявити на супутникових знімках, але торнадо неможливо засікти ні з космосу, ні за допомогою радарів", – каже Річард Ротунно, метеоролог з Національного центру атмосферних досліджень штату Колорадо.
На цей момент єдиним способом передбачити загрозу і заздалегідь попередити про неї людей є аналіз температур повітря на різних висотах повітряних потоків
На цей момент єдиним способом передбачити загрозу і заздалегідь попередити про неї людей є аналіз температур повітря на різних висотах повітряних потоків. Розпізнавши в сукупності цих характеристик якісь спільні елементи, знайомі за колишніми катаклізмами, вчені можуть робити висновок про формування чергового торнадо.
Однак завдання ускладнюється тим фактом, що смерчі виникають внаслідок різних сценаріїв, часто мають мало спільного між собою, пояснює аналітик Центру штормових попереджень Грег Корбін.
Крім того, зауважує Ротунно, досі немає способу стежити за температурою в низьких шарах атмосфери – під хмарою, де формується торнадо. А отже, відсутні інструменти ефективного збору даних, за допомогою яких можна було б створювати комп'ютерні моделі для передбачення смерчів. Ось чому вкрай важливі такі ризиковані методи збору інформації, як ті, що використовував Самарас.
Головне завдання аналітиків – збільшити час передбачення смерчів. Зараз мова йде про лічені хвилини
Головне завдання аналітиків – збільшити час передбачення смерчів. Зараз мова йде про лічені хвилини.
"Ми розуміємо, що утворюється торнадо, лише коли процес вже почався, і часто не встигаємо попередити населення", – каже Ротунно.
Тим часом, за словами Джеймса Елснера, кліматолога з Флоридського університету, тільки за останні два десятиліття типовий проміжок між штормовим попередженням і появою торнадо збільшився в середньому з п'яти до десяти хвилин. Аналітики вважають досягненням збільшення показника з десяти хвилин до 16, як у випадку зі смерчем в Оклахомі 31 травня.
У перспективі цей показник може бути збільшений до кількох годин, що стане гарантією порятунку життів людей у регіоні, що зазнає атаки.
Стеження за океаном
Трохи простіше, ніж з торнадо, йде справа з передбаченням інших великих катаклізмів – циклонів і цунамі.
"Простіше за все справи з тропічними циклонами, – пояснює Ротунно, – оскільки ми маємо в своєму розпорядженні статистичні дані про їхню кількість, регулярність та інтенсивність".
Також вчені виявили певні закономірності між кліматичними змінами і збільшенням кількості циклонів.
Цунамі, як з'ясовується, передбачити простіше, ніж смерчі. Хоча ще кілька десятиліть тому і вони здавалися такими, що виникають з нізвідки
Цунамі, як з'ясовується, передбачити теж простіше, ніж смерчі. Хоча ще кілька десятиліть тому і вони здавалися такими, що виникають з нізвідки.
Особлива увага до теми цунамі в науковому світі сьогодні прикута у зв'язку з недавніми жахливими подіями в Японії. Природна атака призвела до руйнування 125 тис. будівель. Океанські води досягли на суші відстані 10 км від узбережжя. Затоплення призвело до радіаційної катастрофи на АЕС Фукусіма-1.
Сьогодні тема цунамі знову привертає увагу преси завдяки скандальному звіту, опублікованому Комісією із сейсмічної безпеки штату Орегон. Згідно з цим документом, у створенні якого брали участь понад 150 експертів, найближчим часом біля північно-західного узбережжя США станеться великий землетрус і його наслідком буде руйнівне цунамі. Експерти припускають, що в результаті цього катаклізму можуть загинути понад 10 тис. осіб, а матеріальний збиток складе більш ніж $ 32 млрд.
Регіон не прийнято вважати сейсмонебезпечним, на відміну від Південної Каліфорнії або тієї ж Японії. Проте вчені знають, що у 1700 році тут стався землетрус силою близько 9,0-9,2 бала за шкалою Ріхтера.
У 2010-му група американських геологів передбачила, що небезпека повторення такого катаклізму в найближчі 50 років становить досить високі 37%. Але новий звіт говорить про 100%-ву ймовірність повторення жахливого катаклізму.
"Землетрус станеться знову, – впевнений один з авторів дослідження, Кент Ю. – Питання тільки в тому, як скоро це станеться".
Аналізуючи наявні сейсмічні дані, вчені попереджають, що катастрофа спровокує величезне цунамі, яке зачепить узбережжя від Північної Каліфорнії до Британської Колумбії. Основний удар припаде на штат Орегон.
Визначити місце, силу і приблизний час наступної катастрофи вчені можуть завдяки комп'ютерним моделям, що враховують відому статистику подібних катаклізмів у минулому
Визначити місце, силу і приблизний час наступної катастрофи вчені можуть завдяки комп'ютерним моделям, що враховують відому статистику подібних катаклізмів у минулому.
Це можна назвати першим рівнем передбачення катастрофи. Другим рівнем є накладення на широкі прогнози, засновані на статистиці, актуальних даних про підземні поштовхи, пробудження вулканів та інші ознаки сейсмічної активності.
Землетруси відбуваються з певною періодичністю деколи в сотні, а часом і в тисячі років
Землетруси відбуваються з певною періодичністю деколи в сотні, а часом і в тисячі років. Є хай і великі, але все ж обмежені інтервали часу, після закінчення яких катаклізми неминуче відбуваються, говорять експерти.
"На поточний момент минуло близько трьох чвертей усіх інтервалів між великими землетрусами, які повинні були статися в регіоні за останні 10 тис. років", – зазначає Джей Петтон, один з авторів орегонського дослідження.
У Південно-Східній Азії, в західній та південній частинах Тихого океану, де цунамі трапляються частіше, до послуг вчених існує ще детальніша статистика.
За словами австралійського сейсмолога Пола Соммервілля, показово, що три руйнівних цунамі сталися в останні роки (в Індонезії у 2004 році, в Чилі у 2010-му і в Японії у 2011-му).
У середньому статистика вказує на те, що підземні поштовхи в Тихому океані провокують руйнівні цунамі двічі на рік і одне жахливе – раз на 15 років
У середньому статистика вказує на те, що підземні поштовхи в Тихому океані провокують руйнівні цунамі двічі на рік і одне жахливе (на зразок індонезійського, що забрало життя 230 тис. осіб) – раз на 15 років.
Незважаючи на всі ці знання разом із системою раннього попередження, розробку якої ведуть всі країни, розташовані в зоні небезпеки, вчені, як і раніше, нездатні передбачити, коли і де станеться черговий підводний землетрус, під час якого зіштовхуються дві тектонічні плити.
Система, роботи над якою активізувалися після подій 2011 року в Японії, включає в себе глибоководні сенсори, що допомагають вченим зрозуміти, якими будуть наслідки підземного поштовху.
Підводний землетрус провокує гігантську хвилю, лише якщо зсув тектонічних плит щодо одна одної трапляється по вертикалі
За словами Деніела Джекса, співробітника австралійського центру попередження про цунамі, підводний землетрус провокує гігантську хвилю, лише якщо зсув тектонічних плит щодо одна одної трапляється по вертикалі.
У квітні 2012 року неподалік узбережжя Суматри стався поштовх магнітудою 8,6, проте цунамі не було. Поштовх стався далеко від кордонів тектонічних плит, і вони рушили в горизонтальній площині одна від одної. Завдяки датчикам системи раннього оповіщення сигнал про небезпеку цунамі був розісланий вже через п'ять хвилин після підводного поштовху.
Можна сподіватися, що ця система дозволить уникнути таких жахливих жертв, як у 2004 і 2011 роках, вважають вчені.
Анатомія цунамі
Убивчі хвилі народжуються за тисячі кілометрів від тих місць, де вони спричиняють жахливі руйнування. Передбачити їхнє виникнення практично неможливо, попри всі зусилля вчених:
1. Причиною появи майже 85% усіх цунамі стають підводні землетруси, внаслідок яких трапляється зсув морського дна. У рух приходить вся товща води – від дна до поверхні, що і породжує серію сильних хвиль.
2. Висота хвиль у центрі цунамі коливається від 10 см до 5 м.
3. Відстань між сусідніми гребенями хвиль цунамі може становити до 1,5 тис. км (звичайна відстань між гребенями хвиль – 30-40 м). У міру наближення до берега дистанція між гребенями скорочується, але зростає висота хвиль.
4. Впираючись у прибережне дно, хвиля піднімається і закручується. Висота хвиль біля узбережжя може сягати 10 м, а біля крутих берегів і в клиноподібних бухтах – 50 м.
Морські атаки
Кожне велике цунамі останнього століття за завданим збитком можна порівняти з невеликою війною
22.05.1960, Чилі
Магнітуда: 9,5
Кількість жертв, тис. осіб: 2,2-6,0
Максимальна висота хвилі, м: 25,0
Найпотужніший землетрус в історії спостережень завдав збитків на суму $ 400-800 млн і викликав цунамі біля берегів Чилі, Гаваїв, Японії, Філіппін, Нової Зеландії, Австралії і Алеутських островів
16.08.1976, Філіппіни, затока Моро
Магнітуда: 8,1
Кількість жертв, тис. осіб: 8,0
Максимальна висота хвилі, м: 8,5
Цунамі спустошило 700 км берегової лінії острова Мінданао й архіпелагу Сулу, завдало значної шкоди великим містам Пагадіану і Замбоанзі. Кількість поранених досягла 10 тис.осіб
12.12.1992, Індонезія, море Флорес
Магнітуда: 7,8
Кількість жертв, тис. осіб: 2,2
Максимальна висота хвилі, м: 26,2
Хвилі врізалися на 300 м углиб острова Флорес, зруйнувавши 18 тис. будинків. Близько 1 тис. людей загинули у великому місті Маумере. Місто Вірінг і ряд сіл були повністю затоплені
17.07.1998, Папуа - Нова Гвінея
Магнітуда: 7
Кількість жертв, тис. осіб: 2,2
Максимальна висота хвилі, м: 15,0
Хвиля цунамі охопила 30 км берегової лінії, знищивши три села. Прибережна територія площею 100 кв. км повністю занурилася в море. Більше 1,1 тис. осіб були поранені
26.12.2004, Індійський океан
Магнітуда: 9,0
Кількість жертв, тис. осіб: 200-300
Максимальна висота хвилі, м: 50,9
Один з найсильніших в історії спостережень землетрусів з гіпоцентром в Індійському океані викликав цунамі біля берегів 14 країн. Понад 150 тис. людей загинули на берегах Шрі-Ланки, Індонезії, Таїланду та Індії, понад 9 тис. загиблих - туристи
17.07.2006, Індонезія, о. Ява
Магнітуда: 7,7
Кількість жертв, тис. осіб: 0,7
Максимальна висота хвилі, м: 10,0
Хвилі накрили 180 км території острова, зрівняли з землею курортні споруди і рибальські поселення. Кількість поранених склала 9 тис. осіб
27.02.2010, Чилі
Магнітуда: 8,0
Кількість жертв, тис. осіб: 0,8
Максимальна висота хвилі, м: 11,2
Хвилі цунамі накрили 11 чилійських міст, найбільший збиток завдано Сантьяго. Зруйновано і пошкоджено 1,5 млн будинків, матеріальний збиток оцінений в $ 15-30 млрд
11.03.2011, Японія
Магнітуда: 9,0-9,1
Кількість жертв, тис. осіб: 15,9
Максимальна висота хвилі, м: 40,5
Стихія зруйнувала та пошкодила близько 125 тис. будівель і транспортну інфраструктуру. Вода досягла територій на відстані 10 км від узбережжя. Пошкодження на АЕС Фукусіма-1 призвели до великої радіаційної аварії
Дані інформаційно-довідкової служби Корреспондента
***
Цей матеріал опубліковано в №23 журналу Корреспондент від 14 червня 2013 року. Передрук публікацій журналу Корреспондент в повному обсязі заборонений. З правилами використання матеріалів журналу Корреспондент, опублікованих на сайті Корреспондент.net, можна ознайомитися тут.