Новость науки

Российские учёные предложили безопасный способ разрушения торнадо

Российские учёные предложили безопасный способ разрушения торнадо

Фото © «Московская газета»

18.06.2024 в 21:24:00
1120

Мощные смерчи и торнадо, приводящие к жертвам и масштабным разрушениям, не являются редкостью для нашей планеты. Только за этот год воздушные воронки возникали в нескольких странах. В апреле стихия накрыла штаты Небраска, Айова и Техас в США,. Жители пострадавших населённых пунктов наблюдали, как ураган срывает крыши с их домов и переворачивает автомобили. В те же дни 5 человек стали жертвами смерча в китайском Гуанчжоу

В России это природное явление фиксируется довольно часто, но далеко не всегда достигает разрушительных масштабов. В начале июня торнадо могли наблюдать жители нескольких населённых пунктов на границе Башкортостана и Челябинской области. Тогда о пострадавших или серьёзном ущербе инфраструктуре не сообщалось. Спустя несколько дней вихрь над Чёрным морем снимали уже жители Новороссийска. Однако, как показывали предыдущие примеры из других стран, за завораживающими кадрами разгула стихии зачастую скрываются плачевные последствия. Кандидат биологических наук Сергей Симак рассказывал, что причины возникновения смерчей до конца не изучены, однако очевидно, что по мере выведения атмосферы из равновесия в связи с климатическими изменениями мы будем сталкиваться с такими явлениями чаще. Учёный констатировал, что каких-то эффективных средств противодействия стихии нет, и обезопасить населения можно лишь путём повышения качества строительства и укреплением зданий в опасных районах.

Поскольку проблема смерчей со временем может стать более острой, отечественные учёные взялись за изучение этого явления, чтобы не только понять его природу и причины возникновения в конкретной локации, но и, возможно, найти какие-то полезные свойства воздушных вихрей, которые можно было бы использовать на благо людям.

Как сообщили «Московской газете» в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ, учёными Снежинского физико-математического института НИЯУ МИФИ сформулирована газодинамическая теория восходящих закрученных потоков, формирующих смерчи, тропические штормы и огненные вихри. Руководитель научной группы, доктор физико-математических наук Сергей Баутин отметил, что до сих пор никем в мире не было предложено обоснованное объяснения того, почему поднимающиеся вверх от земли потоки тёплого воздуха закручиваются. Снежинские физики на основе своих исследований сделали вывод, что это происходит под воздействием силы Кориолиса. Она названа в честь французского учёного Гюстава Гаспара Кориолиса, жившего в XIX веке. Предполагается, что на молекулы воздуха действует инерция, заставляющая их двигаться перпендикулярно их основному направлению горизонтального движения, заданному вращением Земли.

Баутин напомнил, что у полюсов, где сила Кориолиса достигает максимальных значений, смерчей мы не увидим, поскольку воздух там всегда холодный. На экваторе, напротив, тепла предостаточно, но сила Кориолиса равна нулю. Торнадо и циклоны формируются как раз в областях планеты между полюсами и экватором. Баутин и его коллеги проверили созданную ими математическую модель с помощью эмпирических данных о смерчах за последние 5 лет, собранными метеорологом Яной Хаузер из Университета Огайо, и пришли к выводу о верности своей теории. В предыдущих исследованиях, посвящённых природе смерчей, силу Кориолиса напрасно не учитывали, считая слишком небольшой, чтобы влиять на атмосферные процессы.

Физики из Снежинска доказали, что в масштабе обширных воздушных потоков сила Кориолиса как раз и является тем определяющим фактором, который приводит к формированию вихрей. Исследователи опровергли и популярное заблуждение о том, что торнадо якобы движутся сверху вниз, от облаков к поверхности земли. На самом деле закрученный воздушный поток всегда формируется у самой земли, а обратное впечатление у наблюдателя может сложиться потому, что нижняя часть вихря сначала прозрачная, а вверху он становится виден, когда затягивает частицы водяного пара и капли воды из облаков.

Сергей Баутин совместно со своими учениками предложил и варианты прикладного применения своей теории о ключевой роли силы Кориолиса в создании воздушных вихрей. Во-первых, благодаря ей можно сконструировать и построить вихревые электростанции, которые будут вырабатывать электрический ток посредством кинетической энергии вихря. В основе такой электростанции может находиться мощный вентилятор, создающий восходящий поток воздуха. Из-за действия силы Кориолиса поток будет закручиваться и создавать вихрь, силой которого будут крутиться горизонтально расположенные лопасти ветряка. В итоге количество энергии, выработанное силой вихря, намного превзойдёт затраченную на работу вентилятора.

Также учёный утверждает, что надвигающиеся с океана тайфуны можно разрушать с помощью направленных взрывов. В США озвучивались предложения обезвреживать ураганы путём подрыва в их эпицентре ядерного заряда. Однако очевидно, что последствия от радиоактивного заражения местности будут несопоставимо хуже того ущерба, который может нанести любой ураган.

Представители школы Баутина доказали, что в борьбе со смерчами и тайфунами можно обойтись без атомных бомб. Чтобы разрушить циклон, необходимо расположить вокруг его эпицентра и подорвать 50 обычных, неядерных, заряда мощностью по 4 килотонны каждый. Зрелище, конечно, будет эпическим, однако если произвести взрывы над морем, предварительно обеспечив отсутствие судов и самолётов вблизи циклона, реального ущерба нанесено не будет, а вред от прохождения урагана по густонаселённым местностям будет предотвращён. Профессор привёл в пример тайфун, накрывший Приморский край в 2016 году. Ущерб от него был оценён в 7 млрд рублей, а разрушение циклона описанным способом обошлось бы гораздо дешевле. Правда, власти пока не заинтересовались инновационным методом, однако и расчёты Баутина никем в научном сообществе не были опровергнуты, поэтому не исключено, что в обозримом будущем человечество получит новый рычаг влияния на, казалось бы, неуправляемую стихию.

Автор: Алексей Черников
ТеГИ
учёные, торнадо, смерч
Поделиться
Похожие новости