В Москве и Петербурге обещают смерчи! Что!? Да! Почему в России растет риск возникновения разрушительных торнадо?

Как вообще возникают торнадо?

Это происходит из-за физического явления, которое называется конвекция, то есть из-за подъема теплого воздуха. Солнечные лучи проходят сквозь атмосферу, нагревают землю, та в свою очередь нагревает нижние слои воздуха, которые поднимаются вверх, унося с собой влагу. Все это приводит к образованию мощных кучевых облаков. 

Однако одной конвекции недостаточно. Обычно такие облака живут совсем недолго — около часа. После этого они проливаются дождем прямо над тем местом, откуда поднимался теплый воздух. Но если скорость ветра на разной высоте не одинакова, то облако становится долгоживущим. При определенных условиях воздух в таком облаке начинает закручиваться, и в нем, грубо говоря, формируется крошечный циклончик — ученые называют такое явление мезоциклоном.

В некоторых случаях этот мезоциклон может опускаться на землю, и вот тогда формируется торнадо. То есть торнадо — это вихрь, опускающийся из облака. Это принципиально важно, потому что есть еще такое явление, как смерчи, например водные, черноморские. Они возникают немного по-другому — воздух под облаком стекается в одну точку, ему некуда деться и он начинает подниматься, как бы расти из земли, иногда вырастая до облака. Именно такие смерчи время от времени наблюдаются на Финским заливом — это явление интересное, но все же не столь опасное.

Насколько часто торнадо происходят в России?

Конечно, для нас скорее характерны более легкие смерчи — типа черноморских, о которых говорилось выше. Разрушительные торнадо чаще встречаются на Американском континенте.

Точных цифр пока нет, но мы с коллегами подсчитали, что у нас происходит примерно 100–300 сухопутных смерчей в год (и еще около 100 морских). Из них примерно 10–15% являются торнадо. То есть в России каждый год возникает где-то 10–50 торнадо.

Торнадо стали возникать чаще?

Это очень сложный вопрос. Мы определенно можем говорить, что их стали чаще фиксировать. Но это в первую очередь связано с новыми технологиями наблюдений. Современные спутники дают нам больше информации о смерчевых ветровалах (то есть повреждениях леса в результате торнадо, — прим. ред.), также можем использовать радиолокаторы [для выявления смерчей]. Плюс у большинства людей теперь есть смартфоны, которые позволяют фотографировать, записывать видео и выкладывать ролики со смерчами в интернет.

Поэтому просто сопоставлять сегодняшние данные о смерчах и информацию 50-летней давности нельзя. Какой мы нашли выход: сравнивать не количество фиксируемых вихрей, а условия для их формирования. Что имеется в виду? Как мы знаем, чтобы возник торнадо, необходимо четыре условия:

• теплый и влажный воздух в нижнем слое атмосферы;
• перепады скорости ветра на разной высоте (ученые называют это «сдвиг ветра»);
• определенный вертикальный профиль температуры (неустойчивый, чтобы оторвавшийся от земли воздух оставался легче воздуха вокруг и продолжал подниматься);
• начальный подъем.

Соответственно, мы смотрим как часто, все эти факторы сходились в одной области. Конечно, не всегда их совпадение означает возникновение смерча — иногда возникает шквальный ветер, или очень сильный ливень, или крупный град — однако вероятность возникновения торнадо сильно повышается. Так вот, сочетание этих факторов в некоторых регионах России за последние 65 лет стало происходить чаще.

Особенно это характерно для юга Западной Сибири — там рост повторяемости таких условий больше всего по стране. На Северо-Западе тоже есть небольшой рост, но он статистически пока незначим.

Связано ли это с глобальным потеплением?  

Пока на 100% утверждать этого нельзя — нужны дополнительные исследования, но логика подсказывает, что да, так оно и есть. Из-за изменения климата воздух становится теплее и более влажным, а это одно из четырех важнейших условий для образования торнадо.

Еще одно условие — изменчивость температуры в зависимости от высоты — тоже может быть связано с потеплением климата. Во всяком случае, были работы, которые показывают, что неустойчивость атмосферы в Северной Евразии в последние годы растет (кстати сказать, в отличие от тропиков, где атмосфера, напротив, становится более устойчивой).

Возможны ли в России по-настоящему разрушительные торнадо?

Они не то что возможны, они у нас уже происходят. К примеру, 9 июня 1984 года торнадо прошел через город Иваново, что привело к большим жертвам и разрушениям (по разным данным в результате Ивановского смерча погибли от 69 до более чем 400 человек, — прим. ред.).

В июле 1993 года аналогичный по характеристикам смерч прошел по Новгородской области — единственное отличие заключается в том, что он не задел никаких крупных городов, иначе разрушений и жертв было бы, вероятно, не меньше. Похожий вихрь вполне в будущем может пройти и севернее, рядом с Петербургом или даже по его территории.

Но надо помнить, что опасны не только торнадо — есть еще такие опасные события, как деречо — это прямолинейные долгоживущие шквалы, которые могут проходить несколько сотен километров.

Деречо тоже стали возникать чаще?

За последние 25 лет таких событий в России зафиксировано порядка 15, то есть они возникают примерно раз в полтора-два года. Есть основания предполагать, что да, мы будем сталкиваться с ними чаще, а сами они будут сильнее, хотя этот вопрос требует дополнительного изучения.  

Дело в том, что явление деречо связано с блокирующими антициклонами, это практически неподвижные антициклоны, которые не пускают другие воздушные массы на занятые ими территории. Самый яркий пример — жара 2010 года была связана как раз с таким вот явлением.

Деречо же образуются по краям таких антициклонов, к примеру, во все том же 2010-м мощные шквалы прошли по Кировской и Ленинградской областям (совсем недалеко от Петербурга). В 2020-м они были зафиксированы на юге Сибири.

Частота возникновения и интенсивность блокирующих антициклонов зависит от разницы температуры между экватором и полюсом — чем перепад больше, тем такие явления менее вероятны. Глобальное потепление как раз эту разницу уменьшает — полюса прогреваются быстрее, чем экватор — в результате блокирующие антициклоны повторяются чаще. Следовательно, можно предположить, что и опасность возникновения деречо становится больше, но этот вопрос, повторюсь, нуждается еще в отдельных исследованиях.

Можно ли построить систему предупреждения о торнадо и деречо?

Да. С торнадо это сделать сложнее, со шквалами — проще, мы уже сейчас неплохо умеем их предсказывать. Хотя вот шквал 2017 года в Москве мы все же пропустили.

Для эффективной работы системы предупреждения необходимо ставить больше специальных радаров, развивать систему спутникового наблюдения и численного моделирования. Тогда мы сможем эффективно выявлять риск возникновения таких явлений за день-два, а в течение суток сможем говорить о точном месте и даже минуте, скажем, прохождения смерча.

Однако здесь важно, чтобы эта информация еще и доходила до населения. Там же [должна быть] цепочка: метеорологи — МЧС — сотовые операторы. Важно, чтобы она не сбоила и работала оперативно. Где-то это уже эффективно делается, в каких-то регионах эсэмэски не приходят. Так что я бы сказал, что в финальном виде система предупреждения еще не построена, нам еще есть над чем работать.