Зарина Рахимова 
Внезапные и разрушительные грозы, возникающие в теплые и влажные дни, долгое время оставались одним из самых непредсказуемых явлений природы. Сильные ливни часто обрушиваются внезапно и локально, без предупреждения, приводя к серьезным последствиям. Однако теперь тайна их зарождения, похоже, раскрыта.
Международная группа ученых из Великобритании и Австрии, проанализировав 2,2 миллиона гроз на территории Африки, нашла физическое объяснение тому, почему грозовые облака формируются в одних местах и обходят стороной другие. Оказалось, что решающую роль играет взаимодействие ветровых потоков в атмосфере и неравномерного распределения влаги в почве. Именно этот механизм превращает безобидное облако в опасную грозу, о чем исследователи рассказали на страницах журнала Nature.
Хотя современные метеорологические модели успешно рассчитывают перемещение крупных воздушных масс, они часто не справляются с прогнозированием явлений на промежуточных масштабах – в пределах нескольких километров. Прорыв стал возможен благодаря спутниковым данным высокого разрешения о влажности почвы. Анализ показал поразительную закономерность: грозовые ячейки растут особенно быстро и интенсивно там, где контрасты влажности грунта создают приповерхностные ветры, а потоки на больших высотах дуют в противоположном направлении.
Когда один участок земли более влажный, чем окружающая его территория, испарение охлаждает приземный слой воздуха. Над более сухими областями воздух прогревается сильнее, давление падает, и в результате воздушные потоки устремляются от влажных зон к сухим. В то же время ветер на высоте нескольких километров определяется крупными погодными системами и не зависит от локальной влажности почвы. Таким образом, облака на высоте могут двигаться в направлении, прямо противоположном приземному ветру.
«В этом случае относительная скорость достигает максимума, – объясняет ведущий автор исследования Кристофер Тейлор из Центра экологии и гидрологии Великобритании. – Облако за единицу времени контактирует с максимально возможным количеством нового приземного воздуха, который и питает грозовую ячейку снизу». При таких условиях возникает мощная конвекция: влажный воздух втягивается вверх, охлаждается при подъеме и быстро формирует массивные грозовые облака. Этот процесс самоусиливается, превращая локальную нестабильность в полноценную грозу.
Модель была подтверждена независимыми данными. Спутниковые снимки показали стремительный рост облаков именно там, где это предсказывали расчеты. Наблюдения за молниями также подтвердили, что самые интенсивные грозы формируются преимущественно над сухими участками почвы при условии разнонаправленных ветров. Ключевую роль в исследовании сыграли данные европейского спутникового прибора ASCAT, обработанные в Венском техническом университете. Новые знания не только помогут точнее прогнозировать развитие гроз, но и позволят глубже понять связь между изменением климата и экстремальными погодными явлениями.
