Новая модель позволяет лучше понять природу выхода ураганов на сушу и повысить точность прогнозов и безопасность населения

Исследователь из Университета Алабамы в Хантсвилле, доктор Сяоминь Чэнь, опубликовал в журнале Geophysical Research Letters работу, представляющую новую модель. Эта модель способна разрешать турбулентность и вихри внутри ураганов в момент их перехода с водной поверхности на сушу. Впервые инновация позволяет количественно оценить неопределенность в оценках скорости ветра на высоте 10 метров над поверхностью, полученных разными методами на основе наблюдений.

Эти оценки имеют решающее значение для классификации ураганов по шкале Саффира-Симпсона — системе от 1 до 5 баллов, основанной на скорости устойчивого ветра за 1 минуту и используемой для оценки потенциального ущерба имуществу и опасности для жизни. «Получение измерений ветра над сушей в условиях урагана сопряжено с риском и сложностями, — отмечает Чэнь. — В этих экстремальных условиях могут выйти из строя либо измерительные приборы, либо энергоинфраструктура. Это исследование использует новую моделирующую систему, разрешающую турбулентность, чтобы "генерировать" эти труднодоступные измерения в прибрежной зоне».

Ключевым явлением при выходе урагана на сушу является формирование внутреннего пограничного слоя (ВПС). Это область, где атмосферный поток адаптируется к изменению условий поверхности, например, на границе суши и океана. Понимание ВПС жизненно важно для точного моделирования и прогнозирования интенсивности урагана и связанных с ветром опасностей у поверхности, особенно во время выхода на сушу.

«Из-за относительно редких измерений ветра у поверхности, в более ранних исследованиях для оценки скорости ветра на 10 метрах над обширной территорией использовались данные наземных радаров или радиозондов, — объясняет Чэнь. — Эти методы не учитывают должным образом ВПС, и связанную с этим неопределенность в оценках ветра сложно оценить. Моделирование с высоким разрешением, разрешающее турбулентность, правильно воспроизводит ВПС, что впервые дает возможность количественно оценить неопределенность для этих методов».

Новизна модели заключается в том, что она включает реальную физику урагана на небольшом участке моделирования, предлагая вычислительно эффективный подход для тестирования влияния различных факторов, таких как тип земной поверхности. «Следующая работа будет включать два параллельных направления, — говорит Чэнь о будущем исследований. — Во-первых, мы планируем запускать эти модели, разрешающие турбулентность, над более реалистичным рельефом побережья Мексиканского залива и изучать порывы ветра. Во-вторых, мы будем использовать наземные радары и измерения ветра у поверхности, чтобы разработать лучший подход для оценки ветра на 10 метрах во время выхода ураганов на сушу».