Luonnonkatastrofien tyypit ja tavat käsitellä niitä. Tornadot: syyt ja ennustusmenetelmät Hurrikaanien torjuntamenetelmät

Hurrikaanikausi 2017 oli erityisen tuhoisa Yhdysvalloille ja Karibialle ja toi mukanaan kaksi voimakasta hurrikaania – Harveyn ja Irman – jotka johtivat lukuisiin uhreihin ja laajoihin vahinkoihin. Katastrofin saapumiseen valmistautuessaan monet uhanalaisten alueiden asukkaat pohtivat ehdottomasti, olisiko katastrofi pysäytettävä. Myös tiedemiehet ja meteorologit ympäri maailmaa ovat pohtineet tätä.

Ukrainalaisen tiedemiehen keksintö

Rivnen osavaltion yliopiston fysiikan ja kemian opetusmenetelmien laitoksen professori humanitaarinen yliopisto Victor Bernatsky vuonna 2013keksi yksinkertaisen ja halvan laitteen, joka hänen laskelmiensa mukaan voi pysäyttää minkä tahansa voimakkaan hurrikaanin, kirjoittaa LB.ua.

Keksintöä esitteli professorin opiskelija klo kansainvälinen konferenssi torjuakseen hurrikaaneja Alankomaissa raportin jälkeen Yhdysvaltojen ja Singaporen edustajat kiinnostuivat laitteesta.

Tiedemies sanoi, että hänen laitteensa toimintaperiaate on hyvin yksinkertainen. Puhallinjärjestelmä luo ilmavirtoja, jotka on suunnattu hurrikaanin virtoja vastaan. Itse hurrikaani ajaa faneja.

"Toisin sanoen hurrikaani itse laukaisee laitteen ja sammuttaa itsensä samalla tavalla. Hän ei tarvitse mitään ylimääräistä energialähteet. Se laukeaa hurrikaanin hetkellä”, Bernatsky sanoi.

Hänen laskelmiensa mukaan hurrikaanin kesyttämiseksi on tarpeen sijoittaa noin 100 tällaista laitetta, joiden mitat ovat 1x3 tai 2x6 metriä.

"Toisen hinta on enintään tuhat dollaria, laite valmistuu päivässä, ja jos tuotanto laitetaan teolliseen mittakaavaan, niin kaikki tarvittava määrä valmistetaan kuukaudessa", hän selitti. , lisäten, että hänen laitteensa voisi estää miljardeja dollareita tuhoamisen ja myös pelastaa ihmishenkiä.

Euroopan tiede- ja teollisuuskamari myönsi Rivnen keksijälle kultamitalin tästä laitteesta.

Reagenssien ruiskuttaminen ja saostumisen aiheuttaminen

Vaikka tämän laitteen tehokkuutta ei ole testattu ja todistettu, Tämä hetki Meteorologeilla on muitakin tapoja "sammuttaa" hurrikaaneja, mutta ei kovin voimakkaita, kirjoittaa Komsomolskaja Pravda.

Yhdysvallat alkoi yrittää hallita hurrikaaneja 1960-luvun puolivälissä. Yksi onnistuneista kokeista suoritettiin vuonna 1969 Haitin rannikolla. Turistit ja paikalliset asukkaat He näkivät valtavan valkoisen pilven, josta säteilivät suuret renkaat. Meteorologit suihkuttivat taifuunin hopeajodidilla ja onnistuivat kääntämään sen pois Haitista kohti epäystävällisen Panaman ja Nicaraguan rannikkoa.

Säämallintajan Pietarin mukaan valtion yliopisto Sergei Vasiliev, Yhdysvallat yritti pysäyttää hurrikaani Katrinan, mutta he epäonnistuivat. Tekijä: satelliittikuvia on selvää, että hurrikaani muutti liikesuuntaansa useita kertoja ja sitten heikkeni ja sai sitten takaisin entisen voimansa. Tämä on asiantuntijan mukaan hieman epätavallista - ikään kuin jonkun käsi tai jokin keinotekoinen liikuttaisi sitä.

Hurrikaanien torjuntamenetelmien ydin on sama kuin rakeiden ja ukkospilvien kanssa. Käytä erityisiä reagensseja, jotka voivat aiheuttaa tai päinvastoin estää välittömän saostumisen. Teoreettisesti tiedetään, että kylvämällä taifuunin "silmään", sen taka- tai etuosaan näillä lentokoneen aineilla, on mahdollista saada se kävelemään "ympyrää" luomalla paine- ja lämpötilaero. ”tai seiso paikallaan. Ongelmana on, että joka sekunti on otettava huomioon monia jatkuvasti muuttuvia tekijöitä. Välttämätön suuri määrä reagenssit.

”Amerikkalaiset näyttävät yrittävän tehdä tätä käytännössä. Ja luonnollisesti he piilottavat tuloksensa - tämä on kansallisen turvallisuuden kysymys. Ja se tosiasia, että Katrina kuitenkin kääntyi kohti New Orleansia, vaikka aluksi näytti siltä, ​​että katastrofi menisi ohi, tarkoittaa, että tutkijat eivät voineet ennakoida kaikkia kokeen seurauksia. Hirmumyrskyn outo liikerata antaa minulle nämä ajatukset. Mutta pelkään, ettemme saa selville totuutta kovin pian", Vasiliev huomautti.

Ydinpommi

Ihmiset ajattelevat niin tehokas menetelmä huonoa säätä vastaan ​​on ydinpommi, ja hurrikaania odottaessaan amerikkalaiset kirjoittavat usein kirjeitä Kansallinen hallinto valtamerellinen ja ilmakehän tutkimus pyynnön kanssa pysäyttää katastrofi tällä tavalla, raportoi Meteoprog.

National Oceanic and Atmospheric Administration väittää kuitenkin, että "tämä ei edes auta muuttamaan hurrikaanin lentorataa, ja pudota Ne pystyvät liikkumaan melko nopeasti pyörivien tuulien avulla ja aiheuttavat maailmanlaajuisen ympäristökatastrofin.

Ihmiset eivät ajattele sitä tosiasiaa, että radioaktiivinen hurrikaani on suuruusluokkaa pahempi ja tuhoisampi kuin tavallinen. Ja tavanomaisen tuhon sijaan suurin osa Texasista ja Floridasta kärsisi ydintuho, ei huonompi kuin Tshernobyl.

Älä myöskään unohda hurrikaanin energiaa, joka lisäisi ydinpommin tehoa useita kertoja. Yksi hurrikaani vapauttaa yksinään 1,5 biljoonaa joulea energiaa tuulen nopeuden vuoksi, eikä edes 10 megatonninen ydinpommi pysty vastaamaan siihen.

On olemassa teoria, jonka mukaan hurrikaanin tuhovoimaa voidaan vähentää lisäämällä ilmanpainetta sen sydämessä. Mutta NASAn laskelmien mukaan ydinkärjen räjähdys ei riitä tähän.

Lue myös ForumDailysta:

Hyvät ForumDailyn lukijat!

Kiitos, että pysyt kanssamme ja luotat meihin! Olemme viimeisen neljän vuoden aikana saaneet paljon kiitollista palautetta lukijoilta, joille materiaalimme ovat auttaneet järjestämään elämäänsä Yhdysvaltoihin muuton jälkeen, saamaan töitä tai koulun, löytämään asunnon tai ilmoittamaan lapsensa päiväkotiin.

Kattaaksemme kaikki elämän osa-alueet Yhdysvalloissa tuemme tällä hetkellä kolmen hankkeen työtä:

Suunniteltu Yhdysvaltain suurimman metropolin venäjänkielisille asukkaille ja esittelee heille tärkeitä uutisia ja mielenkiintoisia paikkoja kaupungissa, auttaa heitä löytämään työtä tai vuokraamaan asunnon;

Hän auttaa jokaista maahanmuuttajanaista olemaan kaunis ja menestyvä, hän kertoo sinulle kuinka parantaa suhteita perheessä, hän kertoo kuinka järjestää elämä Yhdysvalloissa;

Sisältää hyödyllistä tietoa kaikille jo Yhdysvaltoihin jo muuttaneille tai muuttoa suunnitteleville, vinkkejä taloudellisen mutta mielenkiintoisen loman viettämiseen Amerikassa, ilmoituksen täyttämiseen, työnhakuun ja elämän järjestämiseen USA:ssa.

Olemme kiitollisia kaikesta summasta, jonka olet valmis lahjoittamaan projektin työhön.

Lue ja tilaa! Autamme mielellämme maahanmuuttokauden aikana, joka voi olla varsin haastavaa.

Aina sinun, ForumDaily!

Käsittely . . .

Joka vuosi ilmakehän pyörteet, joiden tuulen nopeus on joskus 120 km/h, pyyhkäisevät trooppisten merien yli ja tuhoavat rannikkoa. Atlantilla ja idässä Tyyni valtameri niitä kutsutaan hurrikaaneiksi Tyynen valtameren länsirannikolla - taifuunit, in Intian valtameri- syklonit. Kun ne tunkeutuvat tiheästi asutuille alueille, tuhansia ihmisiä kuolee ja omaisuusvahingot nousevat miljardeihin dollareihin. Pystymmekö koskaan hillitsemään armottomia elementtejä? Mitä on tehtävä, jotta hurrikaani muuttaa liikerataa tai menettää tuhovoimansa?

Ennen kuin voit hallita hurrikaaneja, sinun on pystyttävä ennustamaan tarkasti niiden reitti ja määrittämään käyttäytymiseen vaikuttavat fyysiset parametrit. ilmakehän pyörteitä. Sitten voit alkaa etsiä tapoja vaikuttaa niihin. Olemme vielä matkamme alussa, mutta hurrikaanien tietokonemallinnuksen edistyminen antaa meille mahdollisuuden toivoa, että selviämme edelleen elementeistä. Tulokset mallintamisesta, kuinka hurrikaanit reagoivat pieniin muutoksiin alkuperäisessä tilassaan, ovat olleet erittäin rohkaisevia. Ymmärtääksemme, miksi voimakkaat trooppiset syklonit ovat herkkiä häiriöille, on ymmärrettävä, mitä ne ovat ja miten ne syntyvät.

Hurrikaanit syntyvät ukkosmyrskyrypäistä valtamerten yli päiväntasaajan vyöhyke. Trooppiset meret tuovat lämpöä ja vesihöyryä ilmakehään. Lämmin märkää ilmaa nousee ylöspäin, missä vesihöyry tiivistyy ja muuttuu pilveksi ja sateeksi. Samalla valtameren pinnalta haihtuessaan vesihöyryn varastoitunut lämpö vapautuu, ilma jatkaa lämpenemistä ja nousee korkeammalle. Tämän seurauksena tropiikissa muodostuu matalapainevyöhyke, joka muodostaa ns. myrskyn silmän - tyyni vyöhyke, jonka ympärillä pyörre pyörii. Maan yli päästyään hurrikaani menettää tukilähteensä lämmintä vettä ja heikkenee nopeasti.

Koska hurrikaanit alkavat suurin osa energiaa lämmöstä, joka vapautui vesihöyryn tiivistymisen aikana valtameren yli ja sadepilvien muodostumisen aikana, ensimmäiset yritykset kesyttää kapinalliset jättiläiset joutuivat pilvien keinotekoiseen luomiseen. 60-luvun alussa. XX vuosisadalla tätä menetelmää testattiin kokeissa, joita suoritti Project Stormfury, Yhdysvaltain hallituksen perustama tieteellinen neuvoa-antava paneeli.

Tiedemiehet ovat yrittäneet hidastaa hurrikaanien kehitystä lisäämällä sademäärää ensimmäisessä sadekaistassa, joka alkaa heti myrskyn silmäseinän takaa - pilvi- ja voimakkaat tuulet, joka ympäröi hurrikaanin keskustaa. Keinopilvien luomiseksi lentokoneesta pudotettiin hopeajodidia. Meteorologit toivoivat, että ruiskutetuista hiukkasista tulisi ilmakehän kylmiin kerroksiin nousevan alijäähtyneen vesihöyryn kiteytyskeskuksia. Pilvien odotettiin muodostuvan nopeammin, ja ne imevät lämpöä ja kosteutta valtameren pinnalta ja korvaavat myrskyn silmäseinän. Tämä johtaisi keskeisen tyynialueen laajenemiseen ja hurrikaanin heikkenemiseen.

Nykyään keinopilvien luomista ei pidetä enää tehokkaana menetelmänä, koska Kävi ilmi, että alijäähtyneen vesihöyryn pitoisuus ilmamassat ah, myrskyt ovat merkityksettömiä.

Herkkä ilmapiiri

Nykyaikainen hurrikaanitutkimus perustuu olettamukseen, jonka tein 30 vuotta sitten, kun opiskelin opiskelijana kaaosteoriaa. Ensi silmäyksellä kaoottiset järjestelmät käyttäytyvät mielivaltaisesti. Itse asiassa heidän käytöksensä on alisteista tietyt säännöt ja riippuu vahvasti alkuolosuhteista. Siksi näennäisesti merkityksettömät, satunnaiset häiriöt voivat johtaa vakaviin, arvaamattomiin seurauksiin. Esimerkiksi valtameren veden lämpötilan pienet vaihtelut, suuret muutokset ilmavirta ja jopa muutokset hurrikaanin keskustan ympärillä pyörivien sadepilvien muodoissa voivat vaikuttaa sen voimakkuuteen ja suuntaan.

Ilmakehän suuri herkkyys pienille pakotteille ja säämallinnukseen kertyvät virheet vaikeuttavat pitkän aikavälin ennustamista. Herää kysymys: jos ilmakehä on niin herkkä, voidaanko sykloniin jotenkin vaikuttaa niin, ettei se pääse asutuille alueille tai ainakin heikkenee?

Aikaisemmin en voinut edes haaveilla ideoideni toteuttamisesta, mutta viime vuosikymmen matemaattinen mallinnus ja kaukokartoitus ovat kehittyneet niin paljon, että on tullut aika laajamittaiselle säävalvonnalle. NASA Institute for Advanced Ideas -instituutin taloudellisella tuella kollegani ja minä kansallisesta tutkimus- ja kehityskonsulttiyrityksestä Atmospheric Research ja minä ympäristöön"(Atmospheric and Environmental Research, AER) aloitti hurrikaanien tietokonemallinnuksen kehittääkseen lupaavia menetelmiä niihin vaikuttamiseen.

Kaaoksen simulaatio

Jopa tarkin moderni tietokonemallit sääennusteet ovat epätäydellisiä, mutta ne voivat olla erittäin hyödyllisiä syklonien tutkimuksessa. Ennusteiden tekemiseen käytetään numeerisia menetelmiä syklonien kehityksen mallintamiseen. Tietokone laskee peräkkäin ilmakehän olosuhteiden indikaattoreita, jotka vastaavat erillisiä ajanhetkiä. Oletetaan, että kaikki yhteensä energia, liikemäärä ja kosteus tarkasteltavassa ilmakehän muodostumassa pysyvät ennallaan. Totta, järjestelmän rajalla tilanne on hieman monimutkaisempi, koska on tarpeen ottaa huomioon ulkoisen ympäristön vaikutus.

Malleja rakennettaessa ilmakehän tila määräytyy täydellisen luettelon muuttujista, jotka kuvaavat painetta, lämpötilaa, suhteellinen kosteus, tuulen nopeus ja suunta. Määrälliset indikaattorit vastaavat simuloitua fyysiset ominaisuudet, jotka noudattavat suojelulakia. Useimmat meteorologiset mallit huomioivat lueteltujen muuttujien arvot kolmiulotteisen koordinaattiruudukon solmuissa. Kaikkien parametrien tiettyä arvojoukkoa kaikissa ruudukkopisteissä kutsutaan mallin tilaksi, joka lasketaan peräkkäisistä ajanhetkistä, jotka erotetaan pienillä aikaväleillä - useista sekunneista useisiin minuutteihin mallin resoluutiosta riippuen. Tuulen liike, haihtumisprosessit, sademäärä, pintakitkan vaikutus, infrapunajäähdytys ja auringonsäteiden lämmitys otetaan huomioon.

Valitettavasti sääennusteet ovat epätäydellisiä. Ensinnäkin mallin alkutila on aina epätäydellinen ja epätarkka, koska Sitä on erittäin vaikea määrittää hurrikaaneille, koska suorat havainnot ovat vaikeita. Satelliittikuvat osoittavat hurrikaanin monimutkaisen rakenteen, mutta ne eivät ole tarpeeksi informatiivisia. Toiseksi ilmapiiri mallinnetaan vain ruudukkosolmujen avulla, eikä niiden välissä olevia pieniä yksityiskohtia huomioida. Ilman korkeaa resoluutiota hurrikaanin tärkeimmän osan – myrskyn silmäseinän ja sitä ympäröivien alueiden – mallinnettu rakenne on tarpeettoman sileä. Sitä paitsi sisään matemaattisia malleja Kaoottiset ilmiöt, kuten ilmakehä, keräävät nopeasti laskentavirheitä.

Tutkimuksemme suorittamiseksi muokkasimme alustusmallia, jota käytetään tehokkaasti ennusteisiin – neliulotteisen variaatiotietojen assimilaatiojärjestelmän (4DVAR). Otsikon neljäs ulottuvuus on aika. Euroopan keskipitkän aikavälin sääennusteiden keskuksen, yhden maailman suurimmista sääkeskuksista, tutkijat käyttävät tätä kehittynyttä tekniikkaa päivittäisten sääennusteiden tekemiseen.

Ensinnäkin 4DVAR-järjestelmä assimiloi tiedot, ts. yhdistää satelliiteista, laivoista ja mittauslaitteista merellä ja ilmassa saadut lukemat tietoihin ilmakehän tilasta tehdystä alustavasta ennusteesta, joka perustuu asiatietoihin. Alustava ennuste on annettu kuudelle tunnille siitä hetkestä, kun säämittarin lukemat on otettu. Havaintopisteistä saatua tietoa ei kerätä useiden tuntien aikana, vaan ne käsitellään välittömästi. Yhdistettyjä havaintoja ja ennakkoennustetietoja käytetään seuraavan kuuden tunnin ennusteen laskemiseen.

Teoriassa tällainen monimutkainen tieto heijastaa tarkimmin sään todellista tilaa, koska havainnot ja hypoteettiset tiedot korjaavat toisiaan. Vaikka tämä menetelmä on tilastollisesti järkevä, mallin alkutila ja sen onnistuneeseen soveltamiseen tarvittavat tiedot ovat edelleen likimääräisiä.

4DVAR-järjestelmä löytää ilmakehän tilan, joka toisaalta täyttää malliyhtälöt ja toisaalta osoittautuu lähelle sekä ennustettuja että havaittuja olosuhteita. Tehtävän suorittamiseksi mallin alkutilaa säädetään kuuden tunnin havainnoinnin ja mallinnuksen aikana tapahtuneiden muutosten mukaisesti. Tarkemmin sanottuna havaittuja eroja käytetään mallin vasteen laskemiseen – kuinka pienet muutokset kussakin parametrissa vaikuttavat simulaation ja havaintojen yhteensopivuusasteeseen. Laskenta ns. konjugaattimallilla suoritetaan käänteisessä järjestyksessä kuuden tunnin välein. Optimointiohjelma valitsee sitten paras vaihtoehto muutokset mallin alkutilaan siten, että jatkolaskelmien tulokset kuvastavat parhaiten prosessien todellista kehitystä hurrikaanissa.

Koska säätö suoritetaan approksimoivien yhtälöiden avulla, koko toimenpide - mallinnus, vertailu, laskenta kytketyllä mallilla, optimointi - on toistettava, kunnes saadaan tarkasti varmennettuja tuloksia, jotka muodostavat perustan alustavan ennusteen laatimiselle seuraavalle kuudelle -tuntijakso.

Kun olemme rakentaneet mallin jo ohitetusta hurrikaanista, voimme muuttaa sen ominaisuuksia milloin tahansa ja tarkkailla aiheuttamien häiriöiden seurauksia. Kävi ilmi, että vain itseään vahvistavat ulkoiset vaikutukset vaikuttavat myrskyn muodostumiseen. Kuvittele äänihaarukkapari, joista toinen värisee ja toinen on rauhallisessa tilassa. Jos ne on viritetty eri taajuuksille, toinen äänihaarukka ei liiku vaikutuksesta huolimatta ääniaallot, lähetetään ensin. Mutta jos molemmat äänihaarukat viritetään yhteen, toinen menee resonanssiin ja alkaa värähtelemään suurella amplitudilla. Samalla tavalla yritämme "virittää" hurrikaaniin ja löytää sopivan stimuloivan vaikutuksen, joka johtaisi haluttuun tulokseen.

Myrskyn kesyttäminen

AER-tutkimusryhmämme suoritti tietokonesimulaatioita kahdesta tuhoisasta hurrikaanista vuonna 1992. Kun yksi, Iniki, kulki suoraan Havaijin Kauain saaren yli, se tappoi useita ihmisiä, aiheutti valtavia omaisuusvahinkoja ja tasoitti kokonaisia ​​metsäalueita. Kuukautta aiemmin hurrikaani Andrew iski Floridaan Miamin eteläpuolella ja muutti koko alueen autiomaaksi.

Epätäydellisyyden vuoksi olemassa olevia menetelmiä ennusteiden mukaan ensimmäinen mallinnuskokeilumme oli odottamaton menestys. Inikin polun muuttamiseksi valitsimme ensin paikan sata kilometriä saaresta länteen, missä hurrikaani olisi kuuden tunnin kuluttua. Sitten he kokosivat dataa mahdollisista havainnoista ja latasivat nämä tiedot 4DVAR-järjestelmään. Ohjelman piti laskea pienimmät muutokset hurrikaanin alkutilan perusparametreihin, jotka muuttavat sen reittiä tarpeen mukaan. Tässä ensimmäisessä kokeessa sallimme keinotekoisesti luotujen häiriöiden valinnan.

Kävi ilmi, että merkittävimmät muutokset vaikuttivat lämpötilan ja tuulen alkutilaan. Tyypilliset lämpötilan muutokset koko ruudukossa olivat asteen kymmenesosia, mutta havaittavimmat muutokset – 2°C nousu – tapahtuivat syklonin keskustan länsipuolella olevassa alemmassa kerroksessa. Tuulen nopeuden muutokset olivat laskelmien mukaan 3,2-4,8 km/h. Tuulen nopeudet nousivat paikoin jopa 20 mph (32 km/h) johtuen lievästä tuulen suunnasta hurrikaanin keskuksen lähellä.

Vaikka hurrikaani Inikin molemmat tietokoneversiot – alkuperäinen ja häiriintynyt versio – vaikuttivat rakenteeltaan identtisiltä, ​​pienet muutokset keskeisissä muuttujissa riittivät saamaan hurrikaanin kääntymään länteen kuudessa tunnissa ja siirtymään sitten suoraan pohjoiseen jättäen Kauain saaren koskemattomaksi. Syklonin alkuvaiheen suhteellisen pienet keinotekoiset muunnokset laskettiin sen toimintaa kuvaavalla epälineaarisella yhtälöjärjestelmällä, ja kuuden tunnin kuluttua hurrikaani saapui määrättyyn paikkaan. Olemme oikeilla jäljillä! Myöhemmässä mallintamisessa käytettiin korkeamman resoluution ruudukkoa ja ohjelmoitiin 4DVAR-järjestelmä minimoimaan omaisuusvahingot.

Yhdessä kokeessa tarkistimme ohjelmaa ja laskimme lämpötilan nousun, joka voisi hillitä tuulia Floridan rannikolla ja vähentää hurrikaani Andrew'n aiheuttamia vahinkoja. Tietokoneen oli määritettävä alkuvaiheessa pienimmät häiriöt lämpötilaolosuhteet, mikä saattaa heikentää myrskyn tuulien voimakkuutta kuuden tunnin jakson kahden viimeisen tunnin aikana. 4DVAR-järjestelmä on määrittänyt tämän Paras tapa rajoittaa tuulen nopeutta - suorita suuria muutoksia alkuperäisessä lämpötilassa lähellä syklonin keskustaa, nimittäin: muuta sitä 2-3 ° C useissa paikoissa. Pienempiä muutoksia ilman lämpötilassa (alle 0,5 °C) tapahtui 800-1000 km:n etäisyydellä myrskyn keskustasta. Häiriöt johtivat aaltomaisten vuorottelevien kuumennus- ja jäähdytysrenkaiden muodostumiseen hurrikaanin ympärille. Huolimatta siitä, että vain lämpötilaa muutettiin prosessin alussa, kaikkien pääominaisuuksien arvot poikkesivat nopeasti tosiasiallisesti havaituista. Muokkaamattomassa mallissa hurrikaanivoimaiset tuulet (yli 90 km/h) osuivat Etelä-Floridaan kuuden tunnin jakson loppuun mennessä, mitä ei havaittu muunnetussa mallissa.

Saatujen tulosten luotettavuuden tarkistamiseksi suoritimme saman kokeen monimutkaisemmalla mallilla, jolla oli suurempi resoluutio. Tulokset olivat samanlaisia. Kuitenkin kuusi tuntia myöhemmin voimakkaat tuulet alkoivat uudelleen modifioidussa mallissa, joten lisätoimia tarvittiin Etelä-Floridan suojelemiseksi. On todennäköistä, että hurrikaanin pitämiseksi hallinnassa tietyn ajan on käynnistettävä sarja suunniteltuja häiriöitä.

Kuka pysäyttää sateen?

Jos tutkimuksemme tulokset ovat johdonmukaisia ​​ja pienet muutokset ilman lämpötilassa hurrikaanipyörteessä voivat todella vaikuttaa sen kulkuun tai heikentää tuulen voimakkuutta, herää kysymys: miten tämä saavutetaan? On mahdotonta lämmittää tai jäähdyttää välittömästi niin laajaa ilmakehän koulutus kuin hurrikaani. On kuitenkin mahdollista lämmittää ilmaa hurrikaanin ympärillä ja siten säädellä lämpötilaa.

Tiimimme suunnittelee laskevansa tarkan rakenteen ja ilmakehän lämmityksen voimakkuuden, joka tarvitaan hurrikaanin voimakkuuden vähentämiseksi ja sen suunnan muuttamiseksi. Epäilemättä tällaisen hankkeen käytännön toteutus vaatii valtavan määrän energiaa, mutta se voidaan saada käyttämällä orbitaalisia aurinkovoimaloita. Energiaa tuottavat satelliitit tulisi varustaa jättiläispeileillä, jotka tarkentavat auringonsäteily elementtien päällä aurinko akku. Kerätty energia voidaan sitten lähettää maan päällä oleviin mikroaaltouunivastaanottimiin. Modernit avaruusaurinkoasemien mallit pystyvät jakamaan mikroaaltoja, jotka eivät lämmitä ilmakehää eivätkä siten menetä energiaa. Sään hallitsemiseksi on tärkeää lähettää mikroaaltoja avaruudesta sellaisilla taajuuksilla, joilla ne imeytyvät paremmin vesihöyryyn. Ilmakehän eri kerroksia voidaan lämmittää ennalta määrätyn suunnitelman mukaan ja alueet hurrikaanin sisällä ja sadepilvien alapuolella suojataan kuumenemiselta, koska sadepisarat imevät hyvin mikroaaltouunin säteilyä.

Edellisessä kokeessamme 4DVAR-järjestelmä havaitsi suuria lämpötilaeroja, joissa mikroaaltolämmitystä ei voitu käyttää. Siksi päätettiin laskea optimaaliset häiriöt sillä ehdolla, että ilman lämpötila keskustassa pysyy vakiona. Saimme tyydyttävän tuloksen, mutta kompensoidaksemme tasaista lämpötilaa keskustassa jouduimme muuttamaan sitä merkittävästi muissa paikoissa. Mielenkiintoista on, että mallin kehityksen aikana lämpötila syklonin keskustassa muuttui hyvin nopeasti.

Toinen tapa tukahduttaa vahvoja trooppiset syklonit- niihin tulevan energian suora rajoitus. Esimerkiksi valtameren pinta voisi olla peitetty ohuella, biohajoavalla öljykalvolla, joka voisi pysäyttää haihtumisen. Lisäksi sykloniin on mahdollista vaikuttaa useita päiviä ennen kuin ne lähestyvät rannikkoa. Tuulikuvioiden laajamittainen uudelleenjärjestely tulisi suorittaa suihkukorkeudessa, jossa ilmanpaineen muutokset vaikuttavat suuresti hurrikaanien voimakkuuteen ja lentorataan. Esimerkiksi lentokoneiden supistusten muodostuminen voi varmasti aiheuttaa tarvittavia häiriöitä syklonien alkutilassa.

Kuka ottaa ruorin?

Jos meteorologit oppivat hallitsemaan hurrikaaneja tulevaisuudessa, syntyy todennäköisesti vakavia poliittisia ongelmia. Huolimatta siitä, että 1970-luvulta lähtien. YK:n yleissopimus kieltää sään käytön aseena, jotkut maat eivät ehkä vastusta kiusausta.

Menetelmiämme ei kuitenkaan ole vielä testattu vaarattomilla hurrikaaneihin verrattuna ilmakehän ilmiöitä. Ensinnäkin kokeellisia häiriötekijöitä sademäärän lisäämiseksi tulisi testata suhteellisen pienellä alueella, jota seurataan mittauslaitteilla. Jos ymmärrys pilvien fysiikasta, niiden digitaalisesta mallintamisesta, vertailevista analyysitekniikoista ja tietotekniikasta kehittyy nykyistä vauhtia, niin vaatimaton kokemuksemme voidaan soveltaa käytännössä. Kuka tietää, ehkä 10-20 vuoden kuluttua monet maat ryhtyvät laajamittaiseen säänhallintaan käyttämällä ilmakehän lämmitystä avaruudesta.

Väestön suojelu hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen aikana

Hurrikaanit, myrskyt ja tornadot ovat tuulia meteorologiset ilmiöt, niiden tuhoisat vaikutukset ovat usein verrattavissa maanjäristyksiin. Pääindikaattori, joka määrittää hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen tuhoisan vaikutuksen, on ilmamassojen nopea paine, joka määrää dynaamisen iskun voiman ja jolla on heittovaikutus.

Vaaran leviämisnopeuden suhteen hurrikaanit, myrskyt ja tornadot, ottaen huomioon useimmissa tapauksissa näiden ilmiöiden ennusteen (myrskyvaroitukset), voidaan luokitella hätätapahtumiin, joilla on kohtalainen leviämisnopeus. Tämä mahdollistaa monenlaisten ennaltaehkäisevien toimenpiteiden toteuttamisen sekä välitöntä uhkaa edeltävänä aikana että sen jälkeen - suoran vaikutuksen hetkeen saakka.

Nämä aikaperusteiset toimenpiteet on jaettu kahteen ryhmään: ennakoivat (ennaltaehkäisevät) toimenpiteet ja työ; operatiiviset suojatoimenpiteet, jotka suoritetaan epäsuotuisan ennusteen ilmoittamisen jälkeen, välittömästi ennen tiettyä hurrikaania (myrsky, tornado).

Ennakkotoimenpiteitä (ennalta ehkäiseviä) ja töitä tehdään merkittävien vahinkojen estämiseksi kauan ennen hurrikaanin, myrskyn ja tornadon vaikutusten alkamista, ja ne voivat kattaa pitkän ajanjakson.

Ennakkotoimenpiteisiin kuuluvat: maankäytön rajoitukset hurrikaaneille, myrskyille ja tornadoille alttiilla alueilla; rajoitukset vaarallisten tuotantolaitosten sijainnille; joidenkin vanhentuneiden tai hauraiden rakennusten ja rakenteiden purkaminen; teollisuus-, asuin- ja muiden rakennusten ja rakenteiden vahvistaminen; toteuttaa teknisiä ja teknisiä toimenpiteitä vaarallisten teollisuudenalojen riskin vähentämiseksi kova tuuli, sis. syttyviä ja muita vaarallisia aineita sisältävien varastotilojen ja laitteiden fyysisen kestävyyden lisääminen; aineellisten ja teknisten varausten luominen; väestön ja henkilöstön koulutus pelastuspalvelut.

Suojatoimenpiteitä myrskyvaroituksen jälkeen ovat mm.

• 
  hurrikaanin (myrsky, tornado) eri alueiden lähestymispolun ja -ajan ennustaminen sekä sen seuraukset;
• 
  hurrikaanin (myrsky, tornado) seurausten poistamiseksi tarvittavan materiaalin ja teknisen varannon koon lisääminen nopeasti;
• 
  väestön osittainen evakuointi;
• 
  suojien, kellarien ja muiden haudattujen tilojen valmistelu väestön suojelemiseksi;
• 
  ainutlaatuisen ja erityisen arvokkaan omaisuuden siirtäminen kestäviin tai upotettuihin tiloihin;
• 
  kunnostustöihin valmistautumista ja väestön elämää ylläpitäviä toimenpiteitä.

Toimenpiteet hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen mahdollisten vahinkojen vähentämiseksi otetaan huomioon riskiasteen ja vahingon mahdollisen laajuuden suhde vaadittuihin kustannuksiin.

Tehtäessä varhaisia ​​ja ripeitä toimenpiteitä vahinkojen vähentämiseksi kiinnitetään erityistä huomiota sellaisten tuhojen estämiseen, jotka voivat johtaa toissijaisten vahinkotekijöiden syntymiseen, jotka ylittävät itse luonnonkatastrofin vaikutusten vakavuuden.

Tärkeä työalue vahinkojen vähentämiseksi on kamppailu viestintälinjojen, sähköverkkojen, kaupunki- ja kaukoliikenteen vakaudesta. Tärkein tapa lisätä vakautta tässä tapauksessa on kopioida ne väliaikaisilla ja luotettavammilla keinoilla voimakkaissa tuuliolosuhteissa.

Hurrikaanit, myrskyt ja tornadot ovat voimakkaimpia luonnonvoimia. Ne aiheuttavat merkittäviä tuhoja, aiheuttavat suurta vahinkoa väestölle ja aiheuttavat uhreja. Niiden tuhoisan vaikutuksen osalta niitä verrataan maanjäristyksiin ja tulviin.

Hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen tuhoisa vaikutus riippuu ilmamassojen nopeasta paineesta, joka määrää dynaamisen iskun voiman ja jolla on heittovaikutus.

Myrskyihin ja hurrikaaneihin liittyy usein ukkosmyrskyjä ja rakeita.

Merestä peräisin oleva hurrikaani saapuu maahan ja aiheuttaa katastrofaalisia tuhoja. Veden ja tuulen yhteisvaikutuksen seurauksena kestäviä rakennuksia vaurioituu ja kevyitä rakennuksia puretaan, sähkö- ja tietoliikennejohdot katkeavat, peltoja tuhoutuu, puita murtuu ja repeytyy juurineen, teitä tuhoutuu, eläimiä ja ihmisiä kuolee, laivat uppoavat.

Miksi hurrikaani on pelottava?

Ensinnäkin hurrikaaniaallot iskevät rannikolle. Hurrikaani näyttää työntävän valtavia aaltoja (useita metrejä korkeita) rantaan edessään. Ne tuhoavat kaiken tiellään ja aiheuttavat vakavia tulvia rannikkoalueilla. Hirmumyrskyaaltojen hirvittävät seuraukset havaitaan, kun hurrikaani osuu samaan aikaan nousuveden kanssa. Harvoin näiden kauheiden ja voimakkaiden aaltojen silminnäkijät selviävät.

Toiseksi katastrofaaliset sateet ja tulvat. Tosiasia on, että hurrikaani imee alussa valtavan määrän vesihöyryä, joka tiivistyessään muuttuu voimakkaiksi ukkospilviksi, jotka toimivat katastrofaalisten kaatosateiden lähteenä ja aiheuttavat tulvia paitsi rannikkoalueilla myös laajoilla alueilla kaukana rannikko. Hurrikaanien mukana tuleva sade voi myös aiheuttaa mutavirtoja ja maanvyörymiä.

Talviolosuhteissa sateen sijaan sataa valtava määrä lunta, mikä aiheuttaa odottamattoman sulamisen. lumivyöryt. Keväällä, kun tällaiset lumimassat sulavat, tapahtuu tulvia.

Kolmanneksi hurrikaanin nopean paineen liikkeellepaneva vaikutus ilmenee ihmisten repimisenä maasta, kuljettajana ilmassa ja iskeytymisessä maahan tai rakenteisiin. Samaan aikaan erilaisia kovia esineitä jotka vaikuttavat ihmisiin. Seurauksena on, että ihmiset kuolevat tai saavat eri vakavia vammoja ja aivotärähdyksiä.

Hurrikaanin toissijainen seuraus on salamaniskusta johtuvat tulipalot, sähkölinjojen onnettomuudet, kaasuyhteydet ja palavien aineiden vuodot.

Myrskyt aiheuttavat paljon vähemmän tuhoisia seurauksia kuin hurrikaanit. Ne aiheuttavat kuitenkin merkittäviä vahinkoja hiekan, pölyn tai lumen siirtymisen mukana maataloudessa, liikenteessä ja muilla talouden aloilla.

Pölymyrskyt peittävät peltoja, asuttuja alueita ja teitä pölykerroksella (joskus jopa useita kymmeniä senttejä) satojen tuhansien neliökilometrien alueilla. Tällaisissa olosuhteissa sato vähenee merkittävästi tai häviää kokonaan ja puhdistaminen vaatii paljon vaivaa ja rahaa. siirtokunnat, teiden ja maatalousmaan kunnostamiseen.

Täten, hurrikaanit ja myrskyt, jotka ovat itsessään vaarallisia, yhdessä niihin liittyvien ilmiöiden kanssa luovat vaikean tilanteen aiheuttaen tuhoa ja uhreja.

Tornado, joka joutuu kosketuksiin maan pinnan kanssa, johtaa usein samaan tuhoon kuin voimakkaat hurrikaanituulit, mutta paljon pienemmillä alueilla.

Nämä tuhot liittyvät nopeasti pyörivän ilman toimintaan ja ilmamassojen voimakkaaseen nousuun. Näiden ilmiöiden seurauksena jotkut esineet (autot, majakat, rakennusten katot, ihmiset ja eläimet) voivat nousta maasta ja kuljettaa satoja metrejä. Tämä tornadon toiminta aiheuttaa usein kohoavien esineiden tuhoutumisen ja aiheuttaa ihmisille vammoja ja ruhjeita, jotka voivat johtaa kuolemaan.

Toimenpiteet hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen suojelemiseksi ja niiden seurausten vähentämiseksi. Toimialgoritmi hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen varalta

Väestön suojeleminen hurrikaanien ja myrskyjen seurauksilta tapahtuu yhtenäisen valtion hätätilanteiden ehkäisy- ja poistamisjärjestelmän (RSChS) toiminnan puitteissa.

Ilmakehän tilaa seurataan jatkuvasti keinotekoiset satelliitit Maapallo. Tätä varten on luotu verkosto sääasemat. Sääennustajat käsittelevät vastaanotetut tiedot, joiden perusteella ennusteet tehdään.

Ennustaminen syklonien esiintymisen, niiden liikkeen ja mahdollisia seurauksia mahdollistaa ennaltaehkäisevät toimenpiteet väestön suojelemiseksi hurrikaanien ja myrskyjen vaikutuksilta. Nämä toimenpiteet voidaan jakaa toteuttamisajankohdan mukaan kahteen ryhmään: ennakko- ja operatiiviset suojatoimenpiteet, jotka toteutetaan suoraan luonnonkatastrofin uhan sattuessa.

Ennakkotoimenpiteitä ovat: rajoitukset vaarallisten tuotantolaitosten sijoittamiselle alueilla, jotka ovat alttiina hurrikaaneille ja myrskyille; joidenkin vanhentuneiden tai hauraiden rakennusten ja rakenteiden purkaminen; teollisuus- ja asuinrakennusten ja rakenteiden vahvistaminen. Luonnonkatastrofiin varaudutaan.

Operatiiviset suojatoimenpiteet suoritetaan myrskyvaroituksen saatuaan lähestyvästä luonnonkatastrofista. Operatiivisia suojatoimenpiteitä ovat mm.: hurrikaanin (myrskyn) reitin ja lähestymisajan ennustaminen alueen eri osiin ja sen mahdolliset seuraukset; voimassa olevien turvallisuusmääräysten noudattamisen valvonnan vahvistaminen; erilaisten taloudellisten tilojen siirtyminen turvalliseen käyttötilaan kovissa tuuliolosuhteissa. Väestön osittainen evakuointi luonnonkatastrofien alueilta voidaan suorittaa; Suojelijoita ja kellareita valmistellaan väestön suojelemiseksi.

Hurrikaanien ja myrskyjen uhasta tiedotetaan väestölle etukäteen vakiintuneen RSChS-varoitusjärjestelmän mukaisesti: ihmisille tiedotetaan luonnonkatastrofin lähestymisajasta. tiettyä aluetta ja antaa suosituksia toimista tietyssä tilanteessa.

Erityistä huomiota kiinnitetään sellaisten tuhojen estämiseen, jotka voivat johtaa toissijaisten vahinkotekijöiden syntymiseen (palot, vaarallisten teollisuudenalojen onnettomuudet, padon murtumat jne.), jotka ylittävät itse luonnonkatastrofin vaikutusten vakavuuden.

Ryhdytään toimenpiteisiin vaarallisten nesteiden roiskeiden estämiseksi.

Tärkeä työskentelyalue vahinkojen vähentämiseksi on kamppailu hurrikaaneille, myrskyille ja tornadoille alttiiden tietoliikennelinjojen, sähkönsyöttöverkkojen, langallisen kaupunki- ja kaukoliikenteen vakaudesta.

Suorittaessaan operatiivisia toimenpiteitä maaseutualueilla he järjestävät yleisesti hyväksyttyjen toimenpiteiden ohella rehun toimituksen maatiloille ja komplekseille, veden pumppaamisen torneihin ja lisäsäiliöihin sekä varaenergialähteiden valmistelun. Maatilaeläimet sijaitsevat metsäalueita, viedään ulos tai piilotetaan maan rakenteisiin ja luonnonsuojiin.

Väestön suojelemiseksi tehokkaasti hurrikaaneilta, myrskyiltä ja tornadoilta valmistellaan suojien, kellarien ja muiden haudattujen rakenteiden käyttöä.

Hurrikaanien, myrskyjen ja tornadojen uhasta tiedotetaan etukäteen.

Muistaa!
Jokaisen, joka asuu alueilla, jotka ovat alttiita hurrikaaneille ja myrskyille, on tiedettävä lähestymisensä merkit. Tämä on tuulen nopeuden kasvu ja ilmanpaineen jyrkkä lasku; rankkasateet ja myrskytulva merestä; nopea lumen ja pölyn sato.