Компьютерное моделирование торнадо показывает возможную зону укрытия за холмами

С помощью трёхмерного компьютерного моделирования исследователи из Университета Арканзаса продемонстрировали влияние холмов на торнадо. Их модели показали, что высота холма и размер вихря торнадо существенно влияют на его разрушительную силу. Эти результаты могут быть использованы для определения более безопасных зон для строительства.

Исследователи обнаружили, что нижние уровни вихря торнадо значительно нарушаются, если высота холма равна или превышает радиус вихря. Модели также подтвердили важный вывод предыдущего полевого исследования: скорость ветра значительно снижается на подветренной стороне холмов. Как отметил профессор гражданского строительства Паннир Селвам, предварительные наблюдения указывают на существование области за холмом, где скорости снижены из-за разрушения вихря торнадо, что зависит от высоты холма, а также размера и скорости торнадо.

Селвам и аспирант Пётр Горецкий использовали метод вычислительной гидродинамики для создания 3D-моделей взаимодействия холмов и торнадо. Они исследовали три высоты прямоугольного холма (12, 24 и 36 метров) при одинаковом размере вихря (диаметр 8 м) и его максимальной скорости (86,5 м/с). Результаты показали, что взаимодействие зависит от соотношения радиуса торнадо к высоте холма. Если радиус был равен высоте холма, возникала зона с низкой скоростью на подветренной стороне, где скорость ветра была снижена как минимум на 41% по сравнению с максимальной.

Торнадо плавно проходил над 12-метровым холмом, сохраняя силу. Однако 36-метровый холм разрушал вихрь, разделяя его на две части: одна перед холмом ослабевала и исчезала, а другая за холмом усиливалась, но общая сила торнадо уменьшалась. Селвам указывает, что лучшие укрывающие свойства будут у подветренной стороны более крупных холмов, что требует дополнительного исторического анализа преобладающих направлений движения торнадо в конкретной местности.

Эти результаты согласуются с более ранними полевыми исследованиями Селвама, которые показали, что торнадо наносят больший ущерб при движении вверх по склону и меньше — при движении вниз, а также стремятся подниматься на более высокие elevations. Результаты полевого и компьютерного моделирования были представлены на 12-й Американской конференции по инженерной ветрологии.