Рождение урагана: На что обращают внимание метеорологи в поисках первых признаков формирования тропического циклона

Первые признаки потенциального урагана можно обнаружить за несколько дней до того, как он наберет свою мощную силу. Ветвистые циррусовые облака, излучающие наружу, появление изогнутых полос низколежащих облаков и падение атмосферного давления — все это признаки.

Эти ранние признаки имеют решающее значение для предсказания начала того, что может перерасти в катастрофический ураган.

Я профессор метеорологии в Пенсильванском университете, и моя исследовательская группа использует спутники и компьютерные модели для улучшения прогнозирования тропических погодных систем. В связи с тем, что в 2024 году прогнозируется сезон особенно сильных атлантических штормов, способность обнаружить эти первые сигналы и обеспечить раннее предупреждение важна как никогда. Вот на что обращают внимание синоптики.

Условия, благоприятные для урагана

Ураганы обычно возникают как атмосферные тропические волны- области низкого давления, связанные со скоплениями гроз. По мере того как эти тропические волны перемещаются на запад через тропические океаны, некоторые из них могут перерасти в ураганы.

Формирование урагана зависит от нескольких конкретных условий:

Расстояние от экватора: Тропические циклоны обычно формируются на расстоянии не менее 5 градусов от экватора. Это происходит потому, что сила Кориолиса, имеющая решающее значение для первоначального раскручивания циклонической системы, слабее вблизи экватора. Сила Кориолиса вызвана вращением Земли, которое заставляет движущийся воздух вращаться и завихряться.

Теплая температура поверхности моря: для образования урагана температура поверхности моря должна быть не менее 26,5 градусов по Цельсию (около 80 градусов по Фаренгейту). Теплая вода дает энергию, которая приводит ураган в движение, поскольку он поглощает тепло и влагу из океана.

Атмосферная нестабильность и влажность: для формирования тропических циклонов необходимо, чтобы атмосфера была нестабильной. Это означает, что теплый приземный воздух поднимается и остается теплее окружающего воздуха, что позволяет ему продолжать подниматься и формировать грозы. Также необходимо большое количество влаги, поскольку сухой воздух может привести к испарению облаков и ослаблению восходящих движений в грозовых очагах. Эти факторы необходимы для развития кластерных гроз в тропических волнах.

Слабый вертикальный сдвиг ветра: сильный вертикальный сдвиг ветра может разорвать развивающийся ураган на части. Вертикальный сдвиг ветра — это изменение направления или скорости ветра на разных высотах. Он нарушает процесс формирования и роста урагана и затрудняет его выравнивание.

Для раннего прогнозирования нужны не только спутники

Распознавание ранних стадий жизненного цикла урагана является очень сложной задачей, поскольку над открытым океаном нет большого количества наземных станций и метеорологических аэростатов для получения подробной информации об атмосфере.

Как только ураган начинает формироваться, самолеты Национального управления океанических и атмосферных исследований часто пролетают через него, проводя измерения и сбрасывая датчики, чтобы получить больше данных. Но это не может произойти с каждым облаком, особенно если формирующаяся система находится далеко от побережья.

Одним из основных инструментов, используемых метеорологами для прогнозирования раннего формирования ураганов, являются спутниковые снимки, которые в режиме реального времени предоставляют данные об облачном рисунке, температуре поверхности моря и других атмосферных условиях. Например, спутники GOES, управляемые NOAA, помогают метеорологам отслеживать развитие ураганов с беспрецедентной четкостью. Эти спутники могут делать снимки в нескольких диапазонах волн, что позволяет синоптикам анализировать различные аспекты урагана, такие как формирование облаков, осадки и активность молний.

Однако только спутниковые наблюдения не дают метеорологам достаточно информации, чтобы понять, какие тропические волны могут перерасти в ураганы.

Чтобы повысить точность прогнозов, наша исследовательская группа разработала методы включения спутниковых данных в реальном времени, включая уровень влажности и структуру облаков, в компьютерные модели прогнозирования. Этот процесс, известный как ассимиляция данных, позволяет более точно и последовательно отображать атмосферные условия. В результате синоптики могут воспользоваться значительно более широкими возможностями прогнозирования, особенно в предвидении формирования и развития ураганов.

В настоящее время мы работаем с NOAA над совершенствованием этих методов и их более широким использованием для улучшения прогнозирования ураганов и более раннего предупреждения, чтобы у населения было больше времени на подготовку к потенциальным угрозам.

Эффективное взаимодействие спутниковых данных и компьютерных моделей позволяет нам лучше понять динамику тропических систем и более точно определять области вероятного формирования ураганов. Мы стремимся усовершенствовать алгоритмы обработки данных, чтобы повысить чувствительность и точность наших прогнозов.

Кроме того, совместная работа с метеорологами других стран создает международную сеть обмена информацией, которая служит основой для улучшения глобального мониторинга метеорологических условий. Объединив усилия, мы можем предлагать более надежные прогнозы и сокращать время реагирования в случае надвигающейся угрозы.

Наша конечная цель — минимизировать последствия ураганов, предоставляя местным сообществам своевременные и доступные данные. Улучшенное предсказание не только спасает жизни, но и может существенно сократить экономические потери, вызванные разрушительными штормами. Мы продолжаем работать в этом направлении, уверенные, что прогресс в области метеорологии сыграет ключевую роль в защите людей и их имущества от стихии.

Поскольку жители Северной Америки и Карибского бассейна готовятся к сезону ураганов, который, по прогнозам, будет особенно интенсивным в 2024 году, необходимость в точном раннем прогнозировании ураганов как никогда высока.