Ученые из Института космических исследований РАН разработали метод, позволяющий узнать, сколько воды и тепла несут ураганы в пути из тропиков в средние и средне-высокие широты. В основе метода – данные, полученные при спутниковом мониторинге Земли на разных частотах - в радио, видимом и инфракрасном диапазонах. Свой метод авторы опробовали на урагане ALBERTO, пронесшимся над Атлантикой летом 2000 года. Впрочем, метод вполне универсален – с его помощью можно изучать любые ураганы, лишь бы они были достаточно сильными и продолжительными.
Огромное достоинство нового метода – это возможность оценить скрытую энергию урагана, то есть количество водяного пара, захваченное тропическим циклоном. Для спутниковых спектрометров, ведущих наблюдение в видимом и ИК-диапазонах, водяной пар неразличим – как мы не видим его придыхании жарким летом. Так что в этих частотных каналах можно получить информацию только от относительно тонкого (от десятков до сотни метров) верхнего слоя облачных систем. А то, что происходит «под одеялом облаков» и между облаками для таких спектрометров – секрет. Но можно восполнить «пробелы в знаниях», если понаблюдать за поверхностью в «радиоокно».
В упрощенном изложении суть дела такова. Расположенные на спутниках спектрометры, работающие в оптическом и ИК-диапазонах, позволяют «увидеть» структуру тропических циклонов – ураганов и исследовать их верхний слой. С помощью компьютерной программы, разработанной в ИКИ РАН, можно автоматически распознавать движущиеся спиралевидные скопления облаков как ураганы – атмосферные вихри с пониженным атмосферным давлением в центре и скоростью ветра более 120 км/час.
В то же время изображение, которое можно получить в СВЧ-диапазоне, позволяет оценить и количество водяного пара там, где воды в атмосфере (во всяком случае, облаков, то есть мельчайших ее капель) на первый взгляд как будто и нет – в центре или, как говорят, в «глазу» урагана. Зато есть проблема: во-первых, изображения, полученные с разных спутников, не равномерно «покрывают» всю поверхность, в данном случае – океана. А нужны «сплошные» карты, без белых пятен. А во-вторых, нужна синхронность данных, полученных разными спектрометрами, расположенными ко всему прочему на разных спутниках. Вот обе эти проблемы и позволяет решить подход, разработанный в ИКИ РАН при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
Ученые разработали программу, которая позволяет на основании данных многолетних наблюдений строить глобальные радиотепловые поля Земли, а еще – синхронизировать данные спутникового мониторинга, полученные в разных диапазонах. Благодаря чему изучать «содержимое» урагана, в том числе и в невидимой глазу СВЧ-области излучения. Как образно говорит руководитель работы профессор доктор физико-математичских наук Евгений Шарков – «находить верблюда по его горбу».
В результате ученым впервые удалось определить количество водяного пара, а также мелко- и крупнокапельных облачных систем в «теле» урагана АЛЬБЕРТО, хотя в принципе теперь уже понятно, как сделать это и для любого другого урагана. А это, в свою очередь, позволяет оценить вклад урагана - этого, и ураганов в целом в процесс глобального переноса тепла из тропиков в более высокие широты. Ведь основную долю тепла Земля получает от Солнца как раз в тропической зоне. Знать это очень важно, потому что, по мнению ученых, ураганы - это своеобразный механизм сброса избыточного тепла, который позволяет «сгладить» перепад температуры атмосферы между экватором и полюсами - что-то вроде аварийного клапана. Конечно, когда другие механизмы, например, конвекция недостаточно эффективны.
***
Адрес редакции журнала 'Химия и жизнь - XXI век': 105005, Москва, Лефортовский пер., д.8
(7-095) 267-54-18,
(7-095)267-54-18