Ученые обнаружили у ураганов «холодное сердце»
Когда ураган выходит на сушу его теплая, динамичная сердцевина заменяется растущим холодным ядром. К такому неожиданному открытию пришли ученые в исследовании, опубликованном 26 мая в журнале Physical Review Fluids.
«Как правило, если ураган попадает на землю, он ослабевает и умирает, — сказал профессор Пинаки Чакраборти, из Окинавского института науки и техники (OIST). — Но иногда ураган может снова усилиться в глубине страны, создавая много разрушений, таких как наводнения, в общинах, расположенных далеко от побережья. Таким образом, предсказание курса, который примет ураган, имеет решающее значение».
Усиление на суше происходит, когда ураганы переходят во внетропические циклоны: штормы, которые происходят за пределами тропиков Земли. В отличие от тропических циклонов, которые используют свою силу из океанской влаги, внетропические циклоны получают свою энергию из-за нестабильных условий в окружающей атмосфере. Эта нестабильность проявляется в виде погодных фронтов — границ, которые отделяют более теплый, более легкий воздух от более холодного, более плотного воздуха.
«Погодные фронты всегда нестабильны, но высвобождение энергии, как правило, происходит очень медленно. Когда приходит ураган, он может нарушить фронт и вызвать более быстрое высвобождение энергии, что позволяет шторму снова усилиться», — сказал доктор Лин Ли.
Однако прогнозирование того, произойдет ли этот переход, является сложной задачей для синоптиков, поскольку ураганы должны взаимодействовать с этим фронтом особым и сложным образом. В настоящее время синоптики используют одну ключевую характеристику для объективного определения этого перехода: наличие холодного ядра внутри урагана, вызванного внутренним потоком холодного воздуха с погодного фронта.
Однако, когда ученые смоделировали, что происходит с ураганами после выхода на землю, они обнаружили, что холодное ядро присутствовало во всех ураганах и поднималось вверх от дна ураганов по мере их затихания, несмотря на стабильную атмосферу без погодных фронтов.
Во время ураганов над теплым океаном воздух, попадающий в ураган, сильно насыщен влагой. Когда этот воздух поднимается вверх, он расширяется и охлаждается, что снижает количество водяного пара, которое может вместить ураган. Таким образом, водяной пар в каждом воздушном пакете конденсируется, выделяя тепло. Это означает, что эти воздушные участки охлаждаются медленнее, чем окружающий воздух за пределами урагана, создавая теплое ядро, объяснили ученые.
Как только ураган обрушивается на землю, он теряет запас влаги, потому что в воздухе его содержится гораздо меньше. Поэтому пар конденсируется и выделяет тепло в более высокой точке, сжимая теплое ядро до верхней половины урагана, в то время как поднимающийся воздух образует холодное ядро внизу.
Исследователи надеются, что лучшее понимание холодных ядер поможет синоптикам более точно различать затухающие ураганы и те, которые переходят во внетропические циклоны.
