Сейсмографы помогут предсказывать ураганы: неожиданное открытие Стэнфорда
Геофизические приборы, предназначенные для землетрясений, могут предсказывать усиление ураганов. Исследователи Стэнфордского университета опубликовали статью об этом в журнале Science 6 августа. Об этом сообщает издание Phys.org.
Открытие произошло после того, как ураган Исаак обрушился на побережье Луизианы в 2012 году. Шторм прошёл над станциями с сейсмометрами и инфразвуковыми микрофонами, которые были установлены для другого геофизического проекта. Сейсмометры улавливают движение грунта и точно определяют момент выхода урагана на сушу. Инфразвуковые микрофоны фиксируют низкочастотные звуковые волны, не слышимые человеком, и следят за атмосферным давлением.
Ведущий автор Цин Цзи, проводивший исследование в лаборатории Эрика Данэма, назвал это новым эффективным способом получать данные об ураганах. Данэм, старший автор и профессор геофизики в Стэнфордской школе устойчивого развития, пояснил, что ураганы создают колебания давления на поверхности Земли: они давят на грунт, приподнимают его и порождают сейсмические сигналы.
Ураганы — самые сильные штормы на Земле и обычно достигают 300–400 миль (480–640 км) в поперечнике. Они проходят тысячи миль, забирая энергию из тёплой океанской воды. В центре урагана находится спокойный глаз с низким давлением, вокруг него — стена глаза с ветром и ливнями, от которой наружу расходятся дождевые полосы. Чтобы спрогнозировать поведение урагана, метеорологам нужно измерять турбулентность в пограничном слое у поверхности. Обычно для этого самолёты сбрасывают датчики на парашютах, используются буи, вышки и радары, но каждый из этих методов ограничен.
В Луизиане, где землетрясения редки, сейсмических станций было мало. Однако ураган Исаак категории 1 прошёл над оборудованием, установленным для изучения недр Земли. В предыдущей работе Цзи и Данэм опровергли идею, что приборы перегружаются накладывающимися сейсмическими волнами. Оказалось, сейсмометр улавливает в основном локальную турбулентность в радиусе нескольких километров.
К проекту подключилась Ипшита Дей, изучавшая пограничные слои ветра внутри ураганов в лаборатории Морган О'Нил. Исследователи добавили инфразвуковые записи и получили непрерывные данные о турбулентных колебаниях давления. Объединённые данные показали, как спокойный глаз Исаака проходил над станциями, а до и после него фиксировалась мощная стена глаза. Эти измерения совпали с показаниями традиционных метеорологических приборов.
Учёные планируют расширить исследование на другие ураганы. Исаак был штормом первой категории и за 100 секунд сдвинул грунт на долю миллиметра — сопоставимо с микроземлетрясением, которое человек не чувствует. Ураганы пятой категории, такие как Эндрю в 1992 году и Майкл в 2018 году, должны дать более сильный сигнал и больше данных.
По словам Цзи, сейсмические станции можно сделать многофункциональными: они будут следить и за землетрясениями, и за атмосферой. Метод применим и к другим штормам с сильным ветром. Это поможет метеорологам всего мира лучше предсказывать ураганы и принимать решения об инфраструктуре, эвакуации, оповещении и подготовке к штормам.
