Ученые раскрыли загадку ледяных шлейфов, предвещающих смертоносные суперъячейковые штормы

Новое исследование под руководством Стэнфордского университета, опубликованное 10 сентября в журнале Science, раскрывает физический механизм образования этих шлейфов, которые формируются над большинством самых разрушительных торнадо в мире. Ранее было показано, что такие шлейфы, технически называемые Cirrus Plume (AACP), хорошо видны на спутниковых снимках за 30 минут или более до того, как суровая погода достигнет земли.

Понимание того, как и почему шлейфы формируются над мощными грозами, может помочь синоптикам распознавать аналогичные надвигающиеся опасности и выпускать более точные предупреждения. Это особенно важно в регионах, где отсутствует покрытие доплеровским радаром, который к тому же может выходить из строя из-за ветра и града. Исследование актуально на фоне недавних суперъячейковых гроз и торнадо, возникших из остатков урагана "Айда" в северо-восточных штатах США.

Используя компьютерное моделирование идеализированных суперъячейковых гроз, ученые обнаружили, что интенсивный восходящий поток шторма продавливает тропопаузу в стратосферу, создавая "купол". Когда ветры в верхних слоях атмосферы обтекают его, они могут поднимать потоки водяного пара и льда, формируя шлейф. Моделирование показало, что при этом возникает нисходящий штормовой ветер у тропопаузы со скоростями, превышающими 240 миль в час, что приводит к взрывной турбулентности. Этот процесс разворачивается через явление, известное как гидравлический прыжок, аналогичное тому, что возникает, когда ветер переваливает через горы или вода низвергается с плотины.

Моделирование также указывает на удивительно быструю инъекцию водяного пара в стратосферу — до 7000 кг в секунду, что в 2-4 раза выше предыдущих оценок. Оказавшись там, вода может оставаться днями или неделями, потенциально влияя на климат через разрушение стратосферного озона и усиление парникового эффекта.