Климатологи из России совместно с зарубежными коллегами провели анализ данных о количестве смерчей над территорией северной Европы за последние 11 веков. В результате исследователи выявили закономерности, которые позволили оценить риск смерча в том или ином районе. Результаты работы опубликованы в журнале Monthly Weather Review.

Изменение климата, которое сегодня происходит в мире, начинает волновать все больше людей. И неспроста, ведь в новых условиях могут исчезнуть некоторые экосистемы с их обитателями, изменения в температуре воды и ее распространении на поверхности Земли могут серьезно повлиять на экономику, например, сельское хозяйство, африканских стран, и так далее. Также изменение климата может повлиять на количество опасных природных явлений. На сегодня бороться с климатическим изменениями крайне трудно, поэтому нам остается только предсказывать их эффекты и вовремя подстраиваться под них.

Авторы новой работы решили проанализировать данные о смерчах — одном из самых недооцененных природных явлений. Они представляют собой быстро вращающиеся вихри, которые создаются в особых грозовых облаках, достаточно протяженных чтобы иметь собственную циркуляцию — мезоциклон. Внутри смерча теплый влажный воздух поднимается вверх, создавая область низкого давления, в которую начинает поступать окружающий воронку холодный воздух. В результате выделяется большое количество энергии, благодаря которой смерч может двигаться. Сама воронка по своему виду похожа на хобот. Она опускается к поверхности земли или воды и существует до тех пор, пока не исчерпает все объемы питающего ее воздуха, после чего уменьшается и втягивается в грозовое облако.

В нижнем поперечном сечении смерч может достигать диаметра нескольких сотен метров и даже нескольких километров и передвигаться со скоростью до 70 км/ч. Смерчи можно фиксировать на всех материках кроме Антарктиды. Больше всего этих порой очень разрушительных природных явлений формируется в Северной Америке: за год там возникает порядка тысячи смерчей (торнадо). По официальным данным, в России за то же время их бывает всего один-два, по большей части в европейской части России. Но новое исследование показало, что эти данные сильно преуменьшены.

В новой работе поддержанные Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда климатологи использовали данные из различных источников — исторических хроник, новостей, свидетельств очевидцев, метеорологических наблюдений и так далее. Конечно, даже такой набор источников не позволяет получить информацию обо всех случаях. Например, если явление произошло далеко и никто не мог его увидеть. Поэтому исследователи также проанализировали снимки со спутников разных лет и смогли выделить участки специфического, «закрученного» лесоповала, характерного для мест, где прошел смерч. Это позволило увеличить количество случаев.

Новые данные и их анализ позволил сделать вывод о том, что смерчи имеют четкую временную привязку. Пик их возникновения над сушей приходится на май-август и 17–18 часов дня. Над водой большая часть этих явлений формируется поздним летом и в первой половине дня — 9–13 часов. Формирование смерчей над сушей можно объяснить особенностями теплообмена: максимальный прогрев поверхности наблюдается в районе 3–4 часов дня, затем еще некоторое время занимает развитие грозового облака. Пик их создания над водой связан с сильным испарением воды с поверхности моря — теплый влажный воздух необходим для формирования смерча.

Авторы нового исследования также предложили «ингредиентный» подход, позволяющий прогнозировать риски возникновения смерчей. Он заключается в том, что любое опасное природное явление складывается из нескольких факторов — влажность, температура и так далее — и связано с их критическим изменением. Значит, зафиксировав резкие скачки показателей (по данным наблюдений или в моделях прогноза погоды), можно принять меры по защите населения и важных объектов. Моделирование с учетом этих показателей и изменения климата показало, что риск появления смерчей в ближайшие годы сильно возрастет на юге Дальнего Востока, а также немного увеличится в средней полосе и Сибири. Однако контроль за погодой и внедрение прогноза смерчей в оперативную практику могут значительно снизить разрушительный эффект и спасти множество жизней.