Чтобы подготовить вас к фильму «Смерчи», мы собрали потрясающие подробности об этом мощном явлении.
Пока надвигающиеся грозовые облака выплевывают град размером с бейсбольный мяч и проливной дождь, узкий вихрь воздуха тянется к земле, сигнализируя о прибытии одного из самых жестоких явлений природы: торнадо.
Эти жестокие циклоны, также известные как смерчи, могут достигать скорости ветра 300 миль в час и прокладывать путь разрушения, который может длиться от нескольких секунд до нескольких часов. В то время как большинство людей бегут или укрываются при виде этих тревожных условий, другие ныряют в них с головой. Охотники за штормами, люди, которые оказываются в опасной близости от экстремальных погодных явлений, иногда ради научных исследований, ухватываются за шанс преследовать вечно непредсказуемый торнадо.
Классический фильм-катастрофа 1996 года «Смерч» рассказывает о группе отважных охотников за штормами, профессоре университета и ее команде студентов, которые спешат навстречу вспышке сильных смерчей, охвативших Оклахому. Их цель: развернуть революционное устройство оповещения о погоде, метко названное «Дороти», в центре многочисленных систем торнадо, чтобы отслеживать и, возможно, укрощать силы природы. После серии катастрофических попыток применить свое изобретение в нескольких циклонах, через этот район проносится последний массивный торнадо. В самый последний момент команда успешно устанавливает свое устройство в центре смерча и собирает важные данные.
Долгожданный сиквел «Смерчи» станет продолжением этих исследований почти два десятилетия спустя с новым поколением охотников за штормами и технологиями. Нерешительная главная героиня этой истории Кейт Купер, которую играет Дэйзи Эдгар-Джонс, объединяет усилия с адреналиновым наркоманом Тайлером Оуэнсом, которого играет Глен Пауэлл, в то время как двойные смерчи опустошают равнины центральной Оклахомы. Пара соревнуется с командой-соперником и в разрушительных погодных условиях, чтобы провести новаторский анализ. Хотя фильм является художественным, его основные обстоятельства — коварная природа смерчей и сложность прогнозирования их прибытия — звучат правдоподобно.
В ожидании выхода «Смерчей » 19 июля мы связались с тремя учёными, чтобы разгадать некоторые тайны, спрятанные в этих катастрофических циклонах. Вот несколько самых крутых находок, которые мы обнаружили.
Грозы Supercell ответственны за создание торнадо
Гроза суперячейки собирается над Нидмором, штат Техас, в 2019 году.
Торнадо рождаются внутри грозовых суперячейок, облаков в форме наковальни с вращающимся восходящим потоком, называемых мезоциклонами. Это чрезвычайно редкое погодное явление: только один из тысяч штормов приводит к суперячеечной грозе. Однако каждая пятая или шестая суперячейка порождает торнадо.
«Чтобы получить грозу, нам нужна нестабильная атмосфера, и, как правило, для торнадо нам нужно, чтобы грозы вращались», — говорит Уильям Галлус, метеоролог из Университета штата Айова. «Это происходит, если у нас есть сдвиг ветра, а это означает, что скорость и направление ветра меняются по мере подъема».
Теплый воздух поднимается вверх, холодный воздух опускается, в штормовой системе дуют сильные ветры, и возникает восходящий поток воздуха. Если этот вращающийся восходящий поток опустится к земле, опустившись под шторм, из хаоса может возникнуть торнадо.
Торнадо формируется, когда мезоциклон ускоряется снизу вверх, и эта особенность усиливает его вращение, подобно фигуристке, которая прижимает руки к телу, чтобы вращаться быстрее, говорит Яна Хаузер, эксперт по радиолокационному анализу гроз и торнадо в суперячейках. В Университете штата Огайо.
Самые сильные ветры торнадо ближе всего к земле
Торнадо движется по Небраске.
В атмосфере ветер тем сильнее, чем выше вы поднимаетесь. Торнадо меняют эти условия: самые сильные ветры возникают в самых низких точках. Это мощное вращение начинается у земли, а затем поднимается вверх и сходится в видимом воронкообразном облаке.
«Этот процесс происходит очень быстро», — говорит Хаузер, которая вместе со своей командой и камерами National Geographic запечатлела те самые торнадо, которые должны были появиться в качестве фоновых кадров в предстоящем фильме «Смерчи» . «Менее чем за минуту вы можете перейти от слабого вращения к внезапному полному торнадо».
По словам Галлуса, компьютерные модели торнадо показали, что самые сильные ветры могут дуть всего на высоте 15 футов над землей — их самая жестокая область соответствует высоте домов и зданий.
«Это очень прискорбно для всех нас, живущих на Земле, потому что это означает, что в торнадо, в отличие от любой другой погодной системы, самые сильные ветры воздействуют на здания, людей и деревья у земли», — говорит Галлус.
Торнадо могут образоваться где угодно и когда угодно
Схема Аллеи Торнадо
Большинство торнадо образуются на Великих равнинах США, в районе, называемом «Аллеей торнадо». Ровная местность в сочетании с нестабильными условиями — теплый влажный воздух из Мексиканского залива сталкивается с сухими ветрами, дующими со Скалистых гор, — обеспечивает идеальную питательную среду для нереста твистеров. Но торнадо могут случиться практически где угодно. О них сообщалось во всех 50 штатах и на всех континентах, кроме Антарктиды, и они поразили крупные городские районы, такие как Даллас, Майами и Миннеаполис.
Но циклоны не следуют никакому шаблону или пути, вопреки распространенным заблуждениям. «Неважно, находитесь ли вы в центре города, в холмистой местности или даже в горной местности», — говорит Хаузер. Она добавляет, что некоторая местность может уменьшить или увеличить вероятность торнадо, но полная защита от смерчей не может быть гарантирована.
Точно так же, хотя пик сезона торнадо колеблется с мая по июль в зависимости от местоположения, торнадо могут обрушиться в любой месяц и в любое время, как днем, так и ночью.
Торнадо имеют уникально мощное движение вверх
При большинстве погодных явлений наиболее агрессивные ветры дуют горизонтально, направляя свою силу наружу, на север, юг, восток и запад, а не вверх и вниз. Торнадо бросают вызов этим ожиданиям. Вещи, находящиеся на пути торнадо — крыши домов, автомобили, животные — могут внезапно быть подняты вверх и в вихрь обломков, став жертвой чистой силы восходящих ветров торнадо. По словам Галлуса, сила восходящего движения торнадо сравнима со скоростью, с которой он движется по местности, при скорости ветра 100 или 200 миль в час, поднимающейся к небу.
«Вот почему ущерб, который торнадо наносит зданиям, сильно отличается от ущерба, который можно получить от грозы с такой же скоростью ветра», — говорит Галлус. «Именно поэтому вы слышите истории о людях или вещах, которые поднимаются и, кажется, левитируют или взлетают в воздух — это потому, что торнадо имеет такое сильное движение вверх».
Давление воздуха внутри торнадо может нанести такой же ущерб, как и сам ветер.
Обломки, оставленные торнадо.
Галлус вспоминает, что во время посещения больницы в штате Миссури, разрушенной торнадо, медсестре, с которой он разговаривал, приходилось наклонять голову в определенном направлении, чтобы услышать. Из-за резкого изменения давления воздуха, вызванного торнадо, у нее разорвался барабанная перепонка. Давление воздуха в центре торнадо может внезапно и сильно упасть, как если бы вы летели на самолете, очень быстро взлетающем в воздух. Многие люди, находящиеся рядом с торнадо, сообщали, что во время этого явления у них «закладывало уши» . «Это изменение давления почти похоже на способ природы дать вам самое последнее предупреждение, заставив вашу голову испытать странную быструю адаптацию и щелканье, происходящее в вашей голове», — говорит Галлус.
Изменение давления воздуха также может создать дополнительную силу для зданий, которая вместе с сильными ветрами может усилить и ускорить их разрушение.
Местность может изменить поведение торнадо
Смерч движется над Великими равнинами.
Исследователям сложно предсказать, когда сформируется торнадо и куда он направится. Изменяющиеся ветры и меняющаяся местность могут затруднить метеорологам определение точного пути смерча.
«Торнадо невероятно чувствительны к очень мелким нюансам в земном покрове, окружающей среде, в самом шторме, и очень сложно, я бы сказал, невозможно, учесть каждый отдельный фактор, который может повлиять на изменение того, что делает торнадо. », — говорит Хаузер. «Они бросают вызов обобщениям».
Хотя предсказать шторм сложно, метеорологи говорят, что некоторые особенности местности могут улучшить условия, необходимые для формирования смерча. Например, разросшиеся городские территории могут повлиять на грозы, которые, в свою очередь, могут повлиять на торнадо. Поскольку в городах с подветренной стороны выпадает больше осадков из-за того, как водные системы взаимодействуют с городскими постройками, они производят больше дождя и града, а также могут быть теплее, помогая создать среду, в которой более вероятно образование торнадо.
«Иногда в городских районах теплее, чем в сельской местности, из-за городского острова тепла. Что произойдет, если торнадо пройдет над более теплым городом?» говорит Джейсон Нейлор, ученый-атмосферник из Университета Луисвилля. «Похоже, что городской остров тепла потенциально может усилить восходящие потоки на низком уровне во время шторма и теоретически может помочь спровоцировать торнадо».
Торнадо обычно вращаются против часовой стрелки, но могут менять направление.
Веревочный торнадо обрушивается на Ла-Грейндж, штат Вайоминг.
В Северном полушарии около 98 процентов торнадо вращаются против часовой стрелки, что метеорологи называют циклоническими. Однако о торнадо, вращающемся по часовой стрелке, не исключено, просто оно встречается гораздо реже.
Движение большинства торнадо против часовой стрелки долгое время объяснялось эффектом Кориолиса — силой, вызванной вращением Земли. Но, по мнению Хаузера, это всего лишь миф. Торнадо существуют в «слишком маленьких пространственных и временных масштабах, чтобы на них могла повлиять сила Кориолиса», говорит она. Скорее, движение против часовой стрелки является результатом того, как вертикальные ветры меняют скорость и высоту во время шторма.
Метеорологи называют торнадо, вращающиеся по часовой стрелке, антициклоническими. «Антициклонический торнадо возникает, когда во время шторма возникает очень сильный прилив воздуха», — говорит Хаузер.
Штормы могут вызвать более одного торнадо одновременно
Двойные торнадо сходятся в Виснере, штат Небраска.
В «Смерчах» две группы охотников за штормами объединяются, когда два разных торнадо сходятся над небольшим городком в центральном Огайо. Это событие – не просто волшебство из кино: одна и та же штормовая система действительно может выбросить несколько торнадо одновременно. По мере изменения ветра сам шторм может начать формировать новый торнадо в немного другом месте, чем исходный торнадо — при этом молодой вращающийся восходящий поток набирает силу, а другой смерч медленно затихает. Или, если первоначальный торнадо особенно силен, уровень волнения может породить более мелкие вихри, которые тянутся к земле.
А Хаузер говорит, что другие странные обстоятельства, такие как чрезвычайно сильное вращение по краям шторма, также могут вызвать множественные торнадо. Торнадо, вращающийся как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, может возникнуть даже в одной и той же штормовой системе.
Сами торнадо невозможно предсказать — можно предсказать только условия, которые их порождают.
Радиолокационное обнаружение крючкового эха в грозе суперячейки
Фильм 1996 года «Смерч» и его спутник «Смерчи » 2024 года сосредоточены вокруг одной и той же ключевой проблемы: разочаровывающей невозможности прогнозировать торнадо. «Мы даже не пытаемся точно предсказать, когда и где обрушится торнадо, потому что мы просто не можем сделать это заранее», — говорит Галлус.
Предупреждения о торнадо выдаются только в том случае, если смерч уже сформировался и был замечен (или указан метеорологическим радаром) и предупреждения охватывают территорию, которая может подвергнуться воздействию.
Однако ученые могут предсказать условия, благоприятные для поддержки вращающихся гроз, которые с большей вероятностью вызовут торнадо. За пару часов до начала, когда обнаруживается усиление суровости погоды, местные теле-и радиостанции выпускают сигнал о торнадо.
Но интенсивность торнадо не может быть определена до тех пор, пока он не пройдет. Ученые определяют уровень разрушения торнадо с помощью расширенной шкалы Фудзиты. Шкала оценивает ущерб, который торнадо наносит деревьям, зданиям и домам. Затем ученые используют эту информацию для расчета вероятной скорости ветра. Система рейтингов варьируется от F0, самого слабого циклона, до F5, злобного, смертоносного торнадо, который персонаж Твистера считает «перстом Бога».
Изменение климата влияет на торнадо
Аллея Торнадо движется на восток. За последнее десятилетие смерчи медленно проникли на Средний Запад и поразили такие штаты, как Миссури, с рекордной интенсивностью. Метеорологи связывают этот сдвиг с изменением климата.
«Теперь, с изменением климата, в местах, где зимой обычно было слишком холодно, дни становятся настолько теплыми, что время от времени вы начинаете видеть торнадо, в некоторых частях страны, где раньше их не было, — говорит Галл.
Это вызвано влиянием изменения климата на погоду. Галлус говорит, что изменение климата делает условия у земли более теплыми и влажными, что увеличивает уровень нестабильности, которая приводит к более сильным штормам, вызывающим торнадо.
По словам Галлуса, мы можем увидеть больше дней, которые метеорологи называют днями вспышки торнадо, когда возникает от пяти до десяти торнадо. Но изменение климата может также уменьшить частоту возникновения одного или двух торнадо. По сути, количество торнадо может быть сосредоточено за меньшее количество дней.
«Мы не можем сказать, что торнадо станут сильнее. Мы не можем сказать, что нас будет меньше», — говорит Галлус. «Но что мы точно знаем, так это то, что из-за того, как меняется температура, мы собираемся начать находить их в странные времена года и в местах, где раньше всегда было слишком холодно, чтобы вызвать торнадо».
