В кульминационном моменте классического фильма-катастрофы Twister 1996 года ученые могут нанести на карту торнадо, развернув несколько датчиков в шторм, но не раньше, чем его чуть не поглотит торнадо F5. Теперь исследователи создали подобную симуляцию внутренней работы торнадо, без голливудской магии или с риском для жизни и здоровья. Согласно пресс-релизу, исследователи, использующие суперкомпьютер, создали самые подробные модели внутренней работы торнадо.
Связанный контент
- Как 148 торнадо за один день в 1974 году изменили готовность к чрезвычайным ситуациям
Джордж Дворски из Gizmodo сообщает, что команда, возглавляемая атмосферным ученым Университета Висконсин-Мэдисон Ли Орфом, создала модель торнадо категории 5 «Эль-Рено», который проложил 63-мильную полосу через Оклахому 24 мая 2011 года, оставаясь на земля на два часа и погибли девять человек. Используя суперкомпьютер Blue Waters в Иллинойском университете в Урбана-Шампейн, Орф и его команда загрузили в машину данные наблюдений, включая температуру, скорость ветра, давление воздуха, влажность, сдвиг ветра и другие факторы. Моделирование показывает, как эти условия объединяются для создания суперячейки, которая в конечном итоге породила Эль-Рено, процесс, называемый «торнадогенез» или создание твистера.
Даже если условия для торнадо созрели, это не обязательно означает, что человек собирается сформироваться. Почему одни из суперячеистых штормов порождают торнадо, а другие - нет, именно на этот вопрос исследователи надеются, что новое подробное моделирование поможет ответить. «В природе штормы нередко имеют то, что мы понимаем как подходящие ингредиенты для торнадогенеза, и тогда ничего не происходит», - говорит Орф в пресс-релизе. «Охотники за штормами, которые отслеживают торнадо, знакомы с непредсказуемостью природы, и наши модели показали, что ведут себя аналогично».
Согласно пресс-релизу, суперкомпьютеру потребовалось около трех дней на то, чтобы смоделировать El Reno, что требовалось для изготовления типичного настольного компьютера десятилетиями. По словам Криса Хиггинса из KTVI в Сент-Луисе, новый симулятор имеет разрешение 30 метров против разрешения 1 километр в предыдущих моделях. «Каждый, кто видит эти симуляции, в значительной степени у них отвисает челюсть… потому что это выглядит так реалистично», - рассказывает Хиггинс Кэтрин Финли, доцент кафедры метеорологии в университете Сент-Луиса, работавшая над проектом. «Мы видим вещи в симуляции, которые мы не видели в предыдущих симуляциях, и которые они только начинают видеть в некоторых доплеровских радиолокационных наблюдениях в полевых условиях».
Например, моделирование показывает, что система El Reno создала несколько мини-торнадо в качестве основного твистера. Эти маленькие твистеры слились, добавив мощности в Эль-Рено и увеличив скорость его ветра. Со временем сформировалась другая структура, получившая название «поток вихревой скорости». Особенность многих сильных торнадо, SVC - это колонна воздуха, охлаждаемого дождем, который всасывается восходящим потоком торнадо, добавляя больше энергии шторму.
Однако, согласно пресс-релизу, в эпоху цифровых технологий все еще есть место для тех, кто преследует шторм и более предприимчивых ученых. Моделирование зависит от высококачественных атмосферных наблюдений, собранных непосредственно перед тем, как образуются торнадо. Орф говорит, что с большим количеством наблюдений и большей вычислительной мощностью он надеется создать еще лучшие модели. «Мы завершили симуляцию EF-5, но мы не планируем на этом останавливаться», - говорит он. «Мы собираемся продолжать совершенствовать модель и продолжать анализировать результаты, чтобы лучше понять эти опасные и мощные системы».
И потребность в понимании торнадо, кажется, растет. В США в среднем за год приземляется более 1000 человек. Поскольку изменение климата продолжается, торнадо также увеличиваются, причем одно исследование показало, что за последние 50 лет, в то время как число сильных штормов, которые вызывают множественные вспышки торнадо, оставалось стабильным на уровне около 20, число торнадо, возникающих в этих вспышках, увеличилось с примерно 10 в 1950 году до 15 сегодня.
